Nguyên hàm bài tập phần 6

• Kỹ thuật đổi biến số  

Dạng:  \( \int u'u^\alpha  \, dx = \int u^\alpha \, du = \frac{u^{\alpha + 1}}{\alpha + 1} + C, \, \alpha \neq -1 \)  

 

1)  \( \int x(1 + x^2) \sqrt{1 + x^2} \, dx \)  

• Đặt \( u = 1 + x^2 \)  

Làm thêm  
2)  \( \int x(1 - x^2)^8 \, dx \)  

• Đặt \( u = 1 - x^2 \)

page 30


• Cách nhìn để đổi biến số phức hợp:  
        \( \int u' f(u) \, dx = \int f(u) \, du \)

• Gặp \( \int x f(x^2) \, dx \), đặt \( t = x^2 \)

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

Đáp án:

• \( \int x .\frac{x^2}{x^4 + 3x^2 + 2} \, dx = \int u f(u) \, du \, \text{ với } u = x^2 \)

• Đặt \( t = x^2 \implies dt = 2x \, dx \)

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

• \(
\left(\frac{t}{(t + 1)(t + 2)} = \frac{A}{t + 1} + \frac{B}{t + 2} \implies  
\begin{cases} 
A = -1 \\ 
B = 2 
\end{cases}\right)
\)

\( = \frac{1}{2} \int \left( -\frac{1}{t + 1} + \frac{2}{t + 2} \right) dt = \ln|t + 2| - \frac{1}{2} \ln|t + 1| + C \)

\( = \ln(x^2 + 2) - \frac{1}{2} \ln(x^2 + 1) + C \)

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

page 31


 

• Gặp \( \int x^{n-1} f(x^n) \, dx \), đặt \( t = x^n \)

 

\( \int \frac{1}{x(x^3 + 1)} \, dx \)

Đáp án:

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

• Đặt \( t = x^3 \implies dt = 3x^2 \, dx \)

• \( \int \frac{x^2}{x^3(x^3 + 1)} \, dx = \frac{1}{3} \int \frac{1}{t(t + 1)} \, dt \)

\( = \frac{1}{3} \int \left( \frac{1}{t} - \frac{1}{t + 1} \right) \, dt = \frac{1}{3} \ln \left| \frac{t}{t + 1} \right| + C \)

Cách 2: Thêm bớt

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

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

• Làm thêm:  \( \int \frac{x^2}{1 + x^6} \, dx \)

page 32 


 \( \int x^5 (1 - x^3)^8 \, dx \)

Đáp án:

• Cách 1:  Đặt \( t = x^3 \implies dt = 3x^2 \, dx \)

• \( \int x^5 (1 - x^3)^8 \, dx = \frac{1}{3} \int t (1 - t)^8 \, dt \quad\) (xem bài 2)

• Cách 2:  Đặt \( t = 1 - x^3 \)

• \( \int x^5 (1 - x^3)^8 \, dx = \frac{1}{3} \int (t^9 - t^8) \, dt \)

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

Đáp án:

• Đặt \( t = x^2 \)

• \( I =\frac{1}{2} \int \frac{t - 3}{t (t^2 + 3t + 2)} \, dt = \frac{1}{2} \int \frac{t - 3}{t (t + 1)(t + 2)} \, dt  \)

• \( \frac{t - 3}{t (t + 1)(t + 2)} = \frac{A}{t} + \frac{B}{t + 1} + \frac{C}{t + 2} \implies  
\begin{cases} 
A = -\frac{3}{2} \\ 
B = 4 \\ 
C = -\frac{5}{2} 
\end{cases} \)

page 33


• Gặp:  \( \int \sin x \, f(\cos x) \, dx \quad \text{đặt } t = \cos x \)  
            \( \int \cos x \, f(\sin x) \, dx \quad \text{đặt } t = \sin x \)  

 

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

Đáp án:

• \( \int \frac{\sin^3 x}{\cos^2 x} \, dx = \int \sin x \frac{ (1 - \cos^2 x)}{\cos^2 x} \, dx \)

• Đặt \( t = \cos x \Rightarrow dt = -\sin x \, dx \)

• \( I = \int \frac{t^2 - 1}{t^2} \, dt =  t + \frac{1}{t} + C = \cos x + \frac{1}{\cos x} + C \)

page 34