Nguyên hàm bài tập phần 15

*Phương pháp nguyên hàm từng phần:

Cho \( u \) và \( v \) là hai hàm nối có đạo hàm. Lúc đó:

\( d(uv) = u \, dv + v \, du \)

\( \Rightarrow \int d(uv) = \int u \, dv + \int v \, du \)

\( \Rightarrow \int u \, dv = uv - \int v \, du \)

Nhất log nhì đa tam mũ tứ lượng! (Xem trang sau)

\( \int \ln x \, dx\)

Đặt \(
\begin{cases} 
u = \ln x \\ 
dv = dx 
\end{cases} 
\quad \Rightarrow \quad 
\begin{cases} 
du = \frac{1}{x} \, dx \\ 
v = x 
\end{cases}
\)

\( \int \ln x \, dx = x \ln x - \int dx = x \ln x - x + C \)

\( = x (\ln x - 1) + C \)

Làm thêm:  
a) \( \int \ln x + x \, dx \)  
b) \( \int x^2 \ln x \, dx \)

page75 


⚠️ Cách đặt \( u \) và  \(dv\)  trong tích phân từng phần.

\(*\int {f(x) = g(x) } dx \) với \(f(x), g(x)\)  là hai hàm trong bốn hàm: logarit (log), đa thức (đa), lượng giác (lượng), mũ (mũ), phải dùng phương pháp tích phân từng phần.

page76


\(\int \ln^2 x \, dx\)

Đặt:  \(\begin{cases}  
u = \ln^2 x &  \\  
dv = dx &   
\end{cases} \Rightarrow\) \(\begin{cases}
du = \frac{2}{x} \ln x \, dx \\
v = x
\end{cases}\)
\(\int \ln^2 x \, dx = x \ln^2 x - 2 \int \ln x \, dx\)

Làm thêm:  
\(\int \ln^3 x \, dx\)

 

Rút ra: Gặp \(\int p(x) \cdot f(\ln x) \, dx\):  
Đặt:  \(\begin{cases}
u = f(\ln x) \\
dv = p(x) \, dx
\end{cases}\)

page77 


\(\int x^3 \ln^2 x \, dx \)

Đặt:  \(\begin{cases}  
u = \ln^2 x &  \\  
dv = x^3 dx &   
\end{cases} \Rightarrow\) \(\begin{cases}
du = \frac{2}{x} \ln x \\
v = \frac{x^4}{4}
\end{cases}\)

\(\int x^3 \ln^2 x \, dx = \frac{x^4}{4} \ln^2 x - \frac{1}{2} \int x^3 \ln x \, dx\)

Đặt:  \(\begin{cases}  
u = \ln x &  \\  
v = x^3 dx &   
\end{cases} \Rightarrow\) \(\begin{cases}
du = \frac{1}{x} \ln x \\
v = \frac{x^4}{4}
\end{cases}\)

\(I = \frac{x^4}{4} \ln^2 x - \frac{1}{2} \left[ \frac{x^4}{4} \ln x - \int \frac{x^3}{4} \, dx \right]\)

\(I = \frac{x^4}{4} \ln^2 x - \frac{1}{8} x^4 \ln x - \frac{x^4}{16} + c\)

Làm thêm: 
a) \(\int \frac{\ln x}{x^3} \, dx\)  
b) \(\int x \ln(1 + x) \, dx \quad\) (SGK chuẩn)

page78 


\(\int \left(x^3 + \frac{1}{x}\right) \ln^2 x \, dx\) 

\(I = \int x^3 \ln^2 x \, dx + 2 \int \frac{1}{x} \ln^2 x \, dx \) 

Chú ý: Gặp \(\int \frac{1}{x} f(\ln x) \, dx\), đổi biến số đặt \(t = \ln x\).

 

\(\int \left(\frac{x^2 + 1}{x}\right)(\ln^2 x + 3 \ln x) \, dx \) 

\(I = \int x (\ln^2 x + 3 \ln x) \, dx + \int \frac{1}{x} (\ln^2 x + 3 \ln x) \, dx\) 

Làm thêm:
\(\int \left( 2x - \frac{3}{x} \right) \ln x \, dx\)

page79