Nguyên hàm bài tập phần 19

\( \int \frac{x \cdot e^x}{(1 + e^x)^2} \, dx \)

Đặt: \( \begin{cases} u = x \\ dv = \frac{e^x}{(1 + e^x)^2} \, dx \end{cases} \quad \Rightarrow \quad \begin{cases} du = dx \\ v = -\frac{1}{1 + e^x} \end{cases} \)

\( I = -\frac{x}{1 + e^x} + \int \frac{1}{1 + e^x} \, dx \)

\( = -\frac{x}{1 + e^x} + \int \frac{1 + e^x - e^x}{1 + e^x} \, dx \)

\(  = -\frac{x}{1 + e^x} + \int \left( 1 - \frac{e^x}{1 + e^x} \right) \, dx \)

\(  = -\frac{x}{1 + e^x} + x - \ln(1 + e^x) + C \)

page95


\( \int e^{\sqrt{x}} \, dx \)

Đặt \( t = \sqrt{x}\Rightarrow x = t^2 \Rightarrow dx = 2t \, dt \).

\( I = 2 \int t e^t \, dt \)

\(  = 2 \left[ t e^t - e^t \right] + C \)

\(  = 2 \left[ \sqrt{x} e^{\sqrt{x}} - e^{\sqrt{x}} \right] + C \).

Làm thêm: 
\( \int (2x - 1) e^{\sqrt{x}} \, dx \)

page96 


\( \int e^{2x} \sin{3x} \, dx \)

Có thể đặt \( u = e^{2x} \) hoặc \( u = \sin{3x} \).

Đặt: \( \begin{cases} u = e^{2x} \\ dv = \sin{3x} \, dx \end{cases} \quad \Rightarrow \quad \begin{cases} du = 2e^{2x} \, dx \\ v = -\frac{1}{3} \cos{3x} \end{cases} \)

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

Đặt: \( \begin{cases} u = e^{2x} \\ dv = \cos{3x} \, dx \end{cases} \quad \Rightarrow \quad \begin{cases} du = 2e^{2x} \, dx \\ v = \frac{1}{3} \sin{3x} \end{cases} \)

 \( I = -\frac{1}{3} e^{2x} \cos{3x} + \frac{2}{3}\left[\frac{1}{3} e^{2x} \sin{3x} - \frac{2}{3}I\right] \)

\( I + \frac{4}{9} I = -\frac{1}{3} e^{2x} \cos{3x} + \frac{2}{9} e^{2x} \sin{3x} \)

\( \Rightarrow I = \frac{9}{13} \left[ \frac{2}{9} e^{2x} \sin{3x} - \frac{1}{3} e^{2x} \cos{3x} \right] + C \)

Rút ra! Gặp \( \int e^{ax} \cos(bx) \, dx \quad \text{hoặc} \quad \int e^{ax} \sin(bx) \, dx \)  tích phân từng phần 2 lần (chạy vòng quanh).  Đặt: \( \begin{cases} u = e^{ax} \\ dv =.... \end{cases} \)

 

Làm thêm:
\( \int e^{2x} \sin^2{x} \, dx = \int e^{2x} \cdot \frac{1 - \cos(2x)}{2} \, dx \)

page97 


\( \int e^{\sin{x}} \sin{2x} \, dx \)

\( I = \int 2 \cos{x} \cdot \sin{x} e^{\sin{x}} \, dx = 2 \int \left( u' f(u) \, dx \right) \quad \text{với } u = \sin{x} \quad \text{hoặc}  \int \cos x f(\sin x) \, dx  . \)

Đặt: \( t = \sin{x}, \quad \text{suy ra } dt = \cos{x} \, dx. \)

\( I = 2 \int t e^t \, dt. \)

Đặt: \( \begin{cases} u = t \\ dv = e^t \, dt \end{cases} \quad \Rightarrow \quad \begin{cases} du = dt \\ v = e^t \end{cases} \)

\( I = 2 \left[ t e^t - \int e^t \, dt \right] = 2 \left[ t e^t - e^t \right] + C \)

\(  = 2 \left[ \sin{x} e^{\sin{x}} - e^{\sin{x}} \right] + C. \)

page98


\( \int e^{\sin^2{x}} \sin{x} \cos^3{x} \, dx \)

Gợi ý: \( \left( \sin^2{x} \right)' = 2 \sin{x} \cos{x}. \)

 \( I = \int \sin{x} \cos{x} \left( 1 - \sin^2{x} \right) e^{\sin^2{x}} \, dx. \)

\( = \frac{1}{2} \int u' f(u) \, du \quad \text{với } u = \sin^2{x}. \)

Đặt \( t = \sin^2{x} \Rightarrow dt = 2 \sin{x} \cos{x} \, dx \).

\( I = \frac{1}{2} \int (1 - t) e^t \, dt. \)

Đặt: \( \begin{cases} u = 1 - t \\ dv = e^t \, dt \end{cases} \quad \Rightarrow \quad \begin{cases} du = -dt \\ v = e^t \end{cases} \)

\( I = \frac{1}{2} \left[ (1 - t) e^t + \int e^t \, dt \right] \)

\(  = \frac{1}{2} \left[ (1 - t) e^t + e^t \right] + C \)

\(  = \frac{1}{2} \left[ (1 - \sin^2{x}) e^{\sin^2{x}} + e^{\sin^2{x}} \right] + C \)

page99