Nguyên hàm bài tập phần 4

\( \int \frac{1}{\cos^2 2x} \, dx \)

Đặt \( u = 2x \Rightarrow du = 2dx \),

\( \int \frac{1}{\cos^2 2x} \, dx = \frac{1}{2} \int \frac{1}{\cos^2 u} \, du = \frac{1}{2} \tan u + C. \)

Rút ra: \( \int \frac{1}{\cos^2 (ax + b)} \, dx = \frac{1}{a} \tan (ax + b) + C. \)

 

\( \int \frac{1}{1 + \sin 2x} \, dx \)

\( \int \frac{1}{1 + \sin 2x} \, dx = \int \frac{1}{(\cos x + \sin x)^2} \, dx = \int \frac{1}{[\sqrt{2} \cos (x - \frac{\pi}{4})]^2} \, dx \)

\( = \frac{1}{2} \int \frac{1}{\cos^2 (x - \frac{\pi}{4})} \, dx = \frac{1}{2} \tan (x - \frac{\pi}{4}) + C. \)

Tương tự: \( \int \frac{1}{1 - \sin 2x} \, dx \)

page20


Tích phân của hàm số hữu tỷ bậc 2

1) Tích phân dạng \( \int \frac{ax + \beta}{ax^2 + bx + c} \, dx \)  
với \( ax^2 + bx + c = 0 \) có nghiệm kép \( x_0 \).

\( \int \frac{1}{ax^2 + bx + c} \, dx = \frac{1}{a} \int \frac{1}{(x - x_0)^2} \, dx = -\frac{1}{a(x - x_0)} + C \)

Nhớ:
\( \int \frac{1}{(x - \alpha)^2} \, dx = -\frac{1}{x - \alpha} + C \)

Ví dụ:

a) \( \int \frac{1}{x^2 - 6x + 9} \, dx \)

b) \( \int \frac{2x - 6}{x^2 - 6x + 9} \, dx \)

c) \( \int \frac{2x + 1}{x^2 - 6x + 9} \, dx \)

d) \( \int \frac{3x - 2}{x^2 - 6x + 9} \, dx \)

e) \( \int \frac{2x^2 + 4x - 1}{x^2 - 6x + 9} \, dx \)

Làm thêm:  
\( \int \frac{3x^2 - 4x + 2}{x^2 - 4x + 4} \, dx \)

page21


2. Tích phân dạng \( \int \frac{\alpha x + \beta}{ax^2 + bx + c} \, dx \)  
với \( ax^2 + bx + c = 0 \) có 2 nghiệm phân biệt.

 

Ví dụ:
a) \( \int \frac{1}{x^2 - 4x + 3} \, dx \)

Tìm A và B sao cho  
\( \frac{1}{x^2 - 4x + 3} = \frac{1}{(x - 1)(x - 3)} = \frac{A}{x - 1} + \frac{B}{x - 3} \)

\( =\frac{(A + B)x - 3A - B}{(x - 1)(x - 3)} \)
\( \Leftrightarrow \)  \(\begin{cases} 
A + B = 0 \\ 
-3A - B = 1 
\end{cases}
\Leftrightarrow  
\begin{cases} 
A = -\frac{1}{2} \\ 
B = \frac{1}{2} 
\end{cases}
\)

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

\(= + \frac{1}{2} \left( \ln|x - 3| - \ln|x - 1| \right) = \frac{1}{2} \ln \left| \frac{x - 3}{x - 1} \right| + C\)

Cách 2: Tính nhẩm 

*Công thức!  \( \frac{1}{(x - a)(x - b)} = \frac{1}{a - b} \left( \frac{1}{x - a} - \frac{1}{x - b} \right) \)

page22


b) \( \int \frac{1}{x^2 + x - 6} \, dx \)

\( \int \frac{1}{x^2 + x - 6} \, dx = \int \frac{1}{(x + 3)(x - 2)} \, dx = \frac{1}{5} \int \left( \frac{1}{x - 2} - \frac{1}{x + 3} \right) \, dx. \)

c) \( \int \frac{2x + 2}{x^2 + x - 6} \, dx \)

Cách 1: Đồng nhất thức

\( \frac{2x + 2}{x^2 + x - 6} = \frac{A}{x - 2} + \frac{B}{x + 3} \)

\(
\Leftrightarrow  
\begin{cases}
A + B = 2 \\
3A - 2B = 2
\end{cases}
\Leftrightarrow  
\begin{cases}
A = \frac{6}{5} \\
B = \frac{4}{5}
\end{cases}
\)

Cách 2:

\( \int \frac{2x + 2}{x^2 + x - 6} \, dx = \int \frac{2x + 1}{x^2 + x - 6} \, dx + \int \frac{1}{(x - 2)(x + 3)} \, dx \)

\( = \ln|x^2 + x - 6| + \frac{1}{5} \ln \left| \frac{x - 2}{x + 3} \right| + C. \)

page23


d) \( \int \frac{2x^2 + 2x - 1}{x^2 - 5x + 4} \, dx \)

\( \int \frac{2x^2 + 2x - 1}{x^2 - 5x + 4} \, dx = \int \frac{2(x^2 - 5x + 4) + 12x + 9}{x^2 - 5x + 4} \, dx \)

\( = \int 2 \, dx + 6 \int \frac{2x - 5}{x^2 - 5x + 4} \, dx + 13 \int \left( \frac{1}{x - 4} - \frac{1}{x - 1} \right) \, dx \)

\( = 2x + \ln|x^2 - 5x + 4| + 13 \ln \left| \frac{x - 4}{x - 1} \right| + C. \)

Làm thêm:  
\( \int \frac{3x^2 + 2x - 4}{x^2 - 7x + 12} \, dx \)

page24