SlideShare a Scribd company logo
1 of 20
Download to read offline
Bài 5. Các phép        i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác


          BÀI 5. CÁC PHÉP   I BI N S CƠ B N VÀ NÂNG CAO
                    TÍCH PHÂN HÀM LƯ NG GIÁC

I. CÁC D NG TÍCH PHÂN VÀ PHÉP BI N                         I CƠ B N


•      tv n           :

                                     ∫
Xét tích phân d ng I = R ( sin x,cos x ) dx

1.     i bi n s           t ng quát:

                x                        2 dt             2t             1− t2
     t t = tg     ⇒ x = 2 arctg t ;dx =       ; sin x =        ; cos x =
                2                       1+ t2           1 + t2           1 + t2

                                                  2
                                                      2 dt
Khi ó: I = R ( sin x,cos x ) dx = R  2t 2 , 1 − t 2 
                  ∫                            ∫
                                     1 + t 1 + t  1 + t2
Ta xét 3 trư ng h p c bi t thư ng g p sau ây mà có th     i bi n s b ng
cách khác    hàm s dư i d u tích phân nh n ư c ơn gi n hơn.

2. N u R ( sinx, cosx ) là hàm l               theo sin: R ( −sinx, cosx ) = −R ( sinx, cosx )


thì c n bi n               i hàm s và vi phân              th c hi n phép              i bi n t = cosx.

3. N u R ( sinx, cosx ) là hàm l               theo cosin: R ( sinx, − cosx ) = −R ( sinx, cosx )

thì c n bi n               i hàm s và vi phân              th c hi n phép              i bi n t = sinx.

4. N u R ( sinx, cosx ) tho              mãn       i u ki n: R ( −sinx, − cosx ) = R ( sinx, cosx )

thì c n bi n               i hàm s và vi phân              th c hi n phép              i bi n t = tgx.
II. CÁC BÀI T P M U MINH H A

1. D ng 1:                i bi n s   t ng quát

        3sin2x − 2cos2x − 1
I=    ∫ 3cos2x + 4sin2x + 5 dx
                                                                                                    2
                                               dt                     2t                     1− t
     t t = tg x ⇒ x = arctg t ; dx =                2
                                                      ; sin 2x =            2
                                                                                ; cos 2x =          2
                                             1+ t                    1+ t                    1+ t

            3.2t − 2 (1 − t ) − (1 + t   ) dt                                     1 ( t + 6t − 3) dt
                               2         2                       2                                  2
                                                           1 t + 6t − 3 dt
⇒ I=     ∫ 3 (1 − t 2 ) + 4.2t + 5 (1+ t2 ) ⋅ 1+ t2    =     ∫2
                                                                       ⋅
                                                           2 t + 4t + 4 1 + t 2
                                                                                =            ∫
                                                                                  2 ( t + 2)2 (1 + t 2 )


                                                                                                           169
Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương

               t 2 + 6t − 3                      A       B       Ct + D
Gi s                                   =            +          +        , ∀t
           ( t + 2 ) (1 + t 2 )
                       2
                                               t + 2 (t + 2) 2
                                                                 1 + t2

⇔ t 2 + 6t − 3 = A ( t + 2 ) (1 + t 2 ) + B (1 + t 2 ) + ( Ct + D ) ( t + 2 ) , ∀t (*)
                                                                                                      2



⇔ t 2 + 6t − 3 = ( A + C) t 3 + ( 2A + B + 4C + D) t 2 + ( A + 4C + 4D) t + ( 2A + B + 4D)

Thay t = −2 vào (*) thì −11 = 5B ⇒ B = −11/5
      A + C = 0           A + C = 0          A = −34 25
                                             
      2A + B + 4C + D = 1 2A + 4C + D = 16 5 B = −11 5
(*) ⇔                    ⇔                  ⇔
      A + 4C + 4D = 6     A + 4C + 4D = 6    C = 34 25
      2A + B + 4D = −3    2A + 4D = −4 5     D = 12 25
                                             
               2
      1     t + 6t − 3            34 dt     11   dt        1 24t + 12
I=     ∫
      2 ( t + 2 ) (1 + t )
                 2      2
                           dt = −         −
                                  25 t + 2 5 ( t + 2 ) 2
                                                         + ∫
                                                           25 1 + t 2
                                                                      dt    ∫                     ∫
                                12 d ( t ) 12
                                                                       2
       34 dt     11   dt                          dt
  =−       ∫   −
       25 t + 2 5 ( t + 2 ) 2
                              +  ∫
                                25 1 + t 2
                                           +
                                             25 1 + t 2        ∫                       ∫
       34                11       12 (           12
                                    ln 1 + t ) +
                                            2
  =−      ln t + 2 +            +                   arctg t + c
       25            5 ( t + 2 ) 25              25
       34                     11        12                  12
                                           ln (1 + tg x ) +
                                                     2
  =−      ln tg x + 2 +               +                        x+c
       25               5 ( tg x + 2 ) 25                   25

2. D ng 2: R ( −sinx, cosx ) = −R ( sinx, cosx )


                     sin2xdx           2 sin x cos xdx
• J1 =   ∫ cos   3          2
                     x − sin x − 1
                                   =               ∫
                                     cos 3 x + cos 2 x − 2
                                  2 sin x cos x
R ( sin x, cos x ) =              3                    2
                                                                 ⇒ R ( − sin x, cos x ) = −R ( sin x, cos x )
                               cos x + cos x − 2
                                               −2t dt                      −2t dt                   A        Bt + C 
   t t = cos x ⇒ J1 =                 ∫t   3       2
                                               +t −2
                                                           =   ∫ ( t − 1) ( t   2
                                                                                    + 2t + 2)
                                                                                                  ∫
                                                                                              = −2       + 2          dt
                                                                                                    t − 1 t + 2t + 2 
                           t                         A      Bt + C
                                                                    ⇔ t = A ( t + 2t + 2) + ( Bt + C) ( t − 1)
                                                                               2
Ta có:                                         =        + 2
           ( t − 1) ( t + 2t + 2)
                           2                       t − 1 t + 2t + 2

                                                    A + B = 0        A = 1 5
                           2                                         
⇔ t = ( A + B ) t + ( 2A − B + C ) t + ( 2A − C ) ⇔ 2A − B + C = 1 ⇔ B = −1 5
                                                                     
                                                    2A − C = 0       C = 2 5


170
Bài 5. Các phép                         i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác

         2  1        t−2             2 dt      1 2t + 2 − 6
J1 = −
         5   ∫
            t −1 − 2          dt = − 5 t − 1 + 5 2
                   t + 2t + 2                     t + 2t + 2
                                                              dt                     ∫                            ∫
                 2 dt    1 d ( t 2 + 2t + 2 ) 6        dt
     =−                ∫
                       +
                 5 t −1 5      2
                             t + 2t + 2
                                             −   ∫
                                               5 ( t + 1) 2 + 1                                ∫
        2          1    2          6
     = − ln t − 1 + ln t + 2t + 2 − arctg ( t + 1) + c
        5          5               5
        2                 1      2                 6
     = − ln (1 − cos x ) + ln cos x + 2 cos x + 2 − arctg (1 + cos x ) + c
        5                 5                        5
                 dx         sin x dx                                                               −d ( cos x )                                  dt
• J2 =   ∫          6
             sinxcos x
                       =
                         sin 2 x cos 6 x
                                         =      ∫                                ∫ (1 − cos               2
                                                                                                               x ) cos x6
                                                                                                                               =   ∫t   6   ( t 2 − 1)
                 t − ( t − 1)       1      t + t +1
                   6            6            4    2
                                                              t −1 1 1     1
     =    ∫        t ( t − 1)
                    6   2
                              dt =  2
                                    t −1
                                          −
                                               t
                                                 6
                                                    
                                                           ∫
                                                     dt = ln      + + 3 + 5 +c
                                                              t + 1 t 3t  5t

                   1 − cos x   1       1        1
     = ln                    +    +        +         +c
                   1 + cos x cos x 3 cos3 x 5 cos5 x
             sinx + sin3x      2 sin 2 x cos x      4 sin x cos 2 x
• J3 =   ∫      cos2x
                          dx =
                                   cos 2 x
                                               dx =         ∫
                                                     2 cos 2 x − 1
                                                                    dx                                   ∫
                            2                                       2
                 4 cos xd ( cos x )                               4t dt                             2                                dt
     =    ∫            1 − 2 cos x
                                            2
                                                            =   ∫ 1 − 2t = ∫  1 − 2t
                                                                            2                            2
                                                                                                                  − 2  dt =
                                                                                                                      
                                                                                                                               ∫ 1 −t        2        ∫
                                                                                                                                                  − 2 dt
                                                                                                                                   2

             1              1 + 2t                                      1             1 + 2 cos x
     =                 ln                         − 2t + c =                    ln                                    − 2 cos x + c
                 2          1 − 2t                                      2             1 − 2 cos x
         π 2                                          π 2                                                π 2
                  4sin 3 x                                   4 sin 2 x                                            4 (1 − cos 2 x )
• J4 =   ∫
         0
                 1 + cosx
                           dx =                       ∫0
                                                            1 + cos x
                                                                       sin x dx = −                      ∫0
                                                                                                                     1 + cos x
                                                                                                                                   d ( cos x )


                     4 (1 − t           )
               0                    2                  1
                                                                                                              1

              ∫                             dt = 4 (1 − t ) dt = ( 4t − 2t
                                                       ∫                                                  )0 =4−2=2
                                                                                                     2
     =−
               1
                        1+ t                           0

         π 2                                    π 2                                            π 2                             π 2
                 sin 2 x              sin 2 x dx          sin x dx        sin x dx
• J5 =   ∫
         π6
                 sin3x
                         dx =
                              π 6
                                                ∫  =               =
                                  3 sin x − 4 sin x π 6 3 − 4 sin x π 6 4 cos 2 x − 1
                                                 3               2                              ∫                              ∫
          π6                                          3 2                            3 2                                                   3 2
           d ( cos x )                                        dt    1                          d ( 2t )
                                                                                                      1 2t − 1                                    1
     =       ∫  2
                       =                              ∫       2
                                                                  =                  ∫           2
                                                                                                     = ln                                        = ln ( 2 − 3 )
       π2
          4cos x − 1                                  0
                                                            4t − 1 2                 0
                                                                                           ( 2t ) − 1 4 2t + 1                         0          4




                                                                                                                                                                  171
Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương

3. D ng 3: R ( sinx, − cosx ) = −R ( sinx, cosx )


                 cos 9 x       cos8 x                                                           (1 − sin 2 x )4                                    (1 − t 2 )4
• K1 =       ∫   sin 20 x
                          dx =
                               sin 20 x ∫
                                        cos x dx =                                          ∫        sin 20 x
                                                                                                                        d ( sin x ) =         ∫          t 20
                                                                                                                                                                     dt


                 1 − 4t 2 + 6t 4 − 4t 6 + t 8       −1       4       6    4    1
         =   ∫               t 20
                                              dt =
                                                   19t19
                                                         +
                                                           17t 17
                                                                  − 15 + 13 − 11 + c
                                                                   15t  13t  11t
                      −1                         4                                          6                           4                            1
         =                     19
                                    +                         17
                                                                      −                              15
                                                                                                          +                      13
                                                                                                                                      −                     11
                                                                                                                                                                 +c
             19 ( sin x )               17 ( sin x )                          15 ( sin x )                     13 ( sin x )               11 ( sin x )

                 cos 3 x + cos5 x                         ( cos2 x + cos4 x )                                                ( cos2 x + cos4 x )
• K2 =     ∫     sin2 x + sin4 x
                                  dx =             ∫          sin2 x + sin4 x
                                                                                                      cos x dx =         ∫       sin2 x + sin4 x
                                                                                                                                                                d ( sin x )

                                        2
           1 − t 2 + (1 − t 2 )                            t 4 − 3t 2 + 2                                 2      6                       
   =   ∫              2
                      t +t      4
                                            dt =      ∫       t   2
                                                                      (1 + t )      2
                                                                                                     
                                                                                                          ∫
                                                                                                dt =  1 + 2 −
                                                                                                          t    1 + t2
                                                                                                                                           dt
                                                                                                                                          
                 2                             2
   =t−             − 6 arctg t + c = sin x −       − 6 arctg ( sin x ) + c
                 t                           sin x

4. D ng 4: R ( −sinx, − cosx ) = R ( sinx, cosx )

           π6                                         π6                                                      π6
                          dx                                                    dx                                 d ( tg x)                                         3− 3
           ∫                                           ∫ cos                                                  ∫
                                                                                                                                                      π6
• L1 =                                =                                                               =                          = ln tg x −1 0 = ln
           0
                 cosx ( sinx − cosx )                  0
                                                                          2
                                                                              x ( tg x −1)                    0
                                                                                                                   tg x −1                                             3

           π 3                                   π 3                                                 π 3                                      π 3
                           dx                                             dx                                            dx                           d ( tg x )
• L2 =       ∫    4        3        5
                                            =     ∫       4           3                 8
                                                                                                 =    ∫             2
                                                                                                              cos x . 4 tg x      3
                                                                                                                                          =    ∫                 3
           π 4        sin xcos x                 π 4          tg x cos x                             π    4                                   π  4   ( tg x ) 4
             π3                −3                                             1 π3
                                                                                            = 4 ( 3 ) − 1 = 4 ( 8 3 − 1)
                                                                                                      14
         =
             π4
               ∫ ( tg x ) 4 d ( tg x ) = 4 ( tg x ) 4                           π4                       

           π 4                                                                π 4
                                sin 2 xdx                                                                     cos 4 x  sin 2 x dx
• L3 =       ∫ cosx ( 2sin
             0
                                    3
                                        x + 3cos 3 x )
                                                                          =    ∫0       cos x ( 2 sin3 x + 3 cos 3 x ) cos x
                                                                                                                           4



                                                                                                                                 d ( 3 + 2 tg 3 x )
           π4                                                 π4                                                            π4
                     tg 2 x                                              tg 2 x               1
       =     ∫               ⋅ dx =                           ∫                  d ( tg x ) =                                ∫
             0
                  3 + 2 tg x cos 2 x
                           3
                                                              0
                                                                               3
                                                                      3 + 2 tg x              6                              0
                                                                                                                                      3 + 2 tg 3 x
                                            π4
           1                      1                1 5
       =     ln ( 3 + 2 tg 3 x ) = ( ln 5 − ln 3) = ln
           6                    0 6                6 3



172
Bài 5. Các phép                          i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác


II. BI N         I VÀ                      I BI N NÂNG CAO TÍCH PHÂN HÀM S                                                      LƯ NG GIÁC

                                                                                                                            dx
1. D NG 1: M U S                       LÀ BI U TH C THU N NH T C A SIN
                                                                                                                    ∫ ( sinx )      n

                                                                                                                                             2

         dx                                            dx                                     dx                      1         (
                                                                                                                                1 + tg 2 x
                                                                                                                                         2  ) d (tg 2 )
                                                                                                                                                    x
• A1 =     ∫
       sin3 x
              =                ∫   3
                                     =            3          6              ∫       3
                                                                                                                    =       ∫
                   2 sin x cos x
                         2      2  (    8 tg x cos x
                                              2           2     )                   ( )( )                            4
                                                                                                                                        (tg 2 )
                                                                                                                                             x

               2 x      4 x
    1 1 + 2 tg 2 + tg 2                 1  −1                                    2
                                                                                    
  =        ∫        3
                             d tg x = 
                                   2                  2      ( )  x 1
                                                        + 2 ln tg + tg x  + c
                                                                              2                                                         ( )
    4
              tg x
                 2     ( )              4
                                          
                                          
                                            2 tg x
                                                    2
                                                                  2 2               
                                                                                    
                                                                                        ( )
                  dx        sin x d x         d ( cos x )                 d ( cos x )
Cách 2: A1 = ∫     3
                        =∫       4
                                      = −∫                 2
                                                             = −∫
                sin x        sin x         (1 − cos 2 x )         [(1 + cos x ) (1 − cos x )] 2
                                                                    2                                                                        2
  −1  (1 + cos x ) + (1 − cos x )              1       1          1     
=
   4  ∫
      (1 + cos x ) (1 − cos x )  d ( cos x ) = 4  1 − cos x + 1 + cos x  d ( cos x )
                                                                                              ∫
  −1       1              1            2       (          − cos x 1 1 + cos x
=     ∫          2
                    +            2
                                    +     2 
  4  (1 − cos x ) (1 + cos x ) 1 − cos x 
                                                d cos x ) =         − ln
                                                            2sin 2 x 2 1 − cos x
                                                                                    +c

                dx                                     dx                                          dx
• A2 =     ∫ sin   5
                           =   ∫                                        5
                                                                            =   ∫                  5                 10
                       x
                                       (   2 sin x cos x
                                                 2     2            )                    ( )(
                                                                                    32 tg x
                                                                                          2
                                                                                                        cos x
                                                                                                            2       )
                                   4
     1 + tg x ) d ( tg x )
  1 (
                       2                                                                 2   x + 6 tg 4 x + 4 tg 6 x + tg8 x
                             1 1 + 4 tg
= ∫
              2        2
                           = ∫             5
                                                                                             2          2
                                                                                                           5
                                                                                                                   2       2 d tg x
                                                                                                                                  2              ( )
 16
           ( tg x )
                2
                            16
                                                                                  ( )                tg x
                                                                                                        2
     1  −1                                                                                       2                        4
                                                           + 6 ln tg + 2 ( tg x ) + ( tg x )  + c
                                               2                    x              1
=                         4
                               −                       2                      2          2
    16 
       
       
         4 tg x
              2( ) ( tg x )
                        2
                                                                    2              4         
                                                                                                                                
                                                                                                                                
                                   dx                       sin x dx      d ( cos x )              d ( cos x )
Cách 2: A2 =               ∫ sin           5
                                               x
                                                   =   ∫        6
                                                             sin x
                                                                     =−             ∫
                                                                        (1 − cos2 x )
                                                                                      3
                                                                                        =−
                                                                                           (1 + cos x ) (1 − cos x )
                                                                                                                       3∫
                                                                                                                    
                                                                    3                                                                        3
  −1  (1 + cos x ) + (1 − cos x )              1      1           1     
=
  8   ∫
      (1 + cos x ) (1 − cos x )  d ( cos x ) = 8  1 − cos x + 1 + cos x  d ( cos x )
                                                                                              ∫
    −1        1                  1           3                                               d ( cos x )            − cos x 3
=      
    8  2 (1 − cos x ) 2
                         −
                           2 (1 + cos x )
                                          2
                                            +
                                              2                                         ∫ (1 − cos     2
                                                                                                           x)
                                                                                                                2   =         − A
                                                                                                                     4 sin 4 x 4 1
                                                                                                                   



                                                                                                                                                          173
Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương

    − cos x              3  − cos x 1 1 + cos x  − cos x   3cos x 3 1 + cos x
=           4
                  −                − ln         =        +       + ln         +c
    4 sin x              4  2 sin x 2 1 − cos x  4 sin x 8sin 2 x 8 1 − cos x
                                  2                     4


                      dx                                            dx
• A3 =      ∫ ( sinx )     2n+1
                                      =   ∫                                           2 n +1

                                                  (   2 sin x cos x
                                                            2     2               )
                                                                                                                         2n


     =∫
                        dx                        1    (1 + tg x ) d ( tg x )
                                                                 2              2
                                                                                                                  2


                                       2 n +1
                                              =      ∫                 4n+2                    2n                                2 n +1
        2       ( tg x ) ( cos x ) 2
                2 n +1
                      2              2                       ( tg x )
                                                                   2
                                                                                                             n                                                2n
              C + C tg x + ... + C ( tg x ) + ... + C ( tg x )
                         0             1               2                               n             2                           2n               2

                                                                                      d ( tg x )
        1                2n            2n                                              2n                                        2n
                                 2                     2                         2
       2 ∫
     =      2n                                                                                      2 n +1
                                                                                              2
                                            ( tg x )
                                                 2
       1  −C                                                                                   
                           0                                       n −1                                          n +1                 2                       2n       2n
    =  2n
      2 
          
            2n ( tg x )
                           2n
                        − ... −
                                   C
                                  2n
                                2 ( tg x )
                                           + C ln tg +
                                                       x C
                                                       2     2   ( tg x ) + ... + C2n ( tg x )  + c
                                                                   2n
                                                                      2   2
                                                                                        n
                                                                                        2n
                                                                                           2
                                                                                                                 2n                                           2n


          
                   2                  2                                                        
                                                                                                
                      dx                                                      n
• A10 =      ∫ sin    2n+ 2
                              x               ∫
                                  = − (1 + cotg 2 x ) d ( cotg x ) =

    = − C0 + C1 cotg 2 x + ... + Cn ( cotg2 x ) + ... + Cn ( cotg 2 x )  d ( cotg x )
                                                k                      n
         ∫
                                    k
            n     n                                          n            
         0              Cn
                           1
                                             Cn
                                               k
                                                             2k +1       Cn
                                                                            n
                                                                                               
    = − Cn ( cotg x ) +
                                 3
                             cotg x + ... +        ( cotg x ) + ... +          ( cotg x )2n +1  + c
                         3                 2k + 1                     2n + 1                  
                                                                                                                                              dx
2. D NG 2: M U S                      LÀ BI U TH C THU N NH T C A COSIN
                                                                                                                                 ∫ ( cos x )              n




B1 = ∫   dx =
                   d x+ π
                          2 = du =        (    du          )                                                                                                   du
       cos 3 x ∫ sin 3 x + π ∫ sin 3 u ∫                                                                                          =∫
                           2                  (
                                         2 sin u cos u
                                               2     2
                                                               )                                    (                    )
                                                                                                                             3

                                                                                                                                                  ( )(
                                                                                                                                              8 tg u
                                                                                                                                                   2
                                                                                                                                                               3
                                                                                                                                                                   cos u
                                                                                                                                                                       2   )
                                                                                                                                                                               6




                              2

        (1 + tg 2 u       ) d ( tg u ) = 1  −1
                                                                                                                        ( )  + c ; (u = x + π )
                                                                                                                                          2
=1∫               2                2                                                           + 2 ln tg u + 1 tg u
 4                                3      4                                              2               2 2      2                            2
                       tg u )
                      ( 2                   2 ( tg u )
                                                   2                                                                                         
                                dx       cos x d x       d ( sin x )               d ( sin x )
Cách 2: B 1 = ∫                       =∫           =∫                  =∫
                              cos 3 x     cos 4 x     (1 − sin 2 x ) 2    [(1 + sin x ) (1 − sin x )] 2
                                                                   2                                                                                  2
    1  (1 + sin x ) + (1 − sin x )               1        1           1     
=    ∫  (1 + sin x ) (1 − sin x )  d ( sin x ) = 4 ∫  1 − sin x + 1 + sin x  d ( sin x )
    4                                                                       

174
Bài 5. Các phép                        i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác

    1          1                1               2                                        (           sin x     1 1 + sin x
=
    4 ∫  (1 − sin x ) 2 + (1 + sin x ) 2 + 1 − sin 2
        
                                                                                                  )
                                                                                          d sin x = 2 cos 2 x + 2 ln 1 − sin x + c
                                                                                        x


            dx
i B 2 = ∫ 2n+1 = ∫
                      d x+π
                               2    =∫
                                            du     (    =∫
                                                                 ) du
         cos   x   sin 2 n +1 x + π
                                  2
                                       ( sin u ) 2 n +1
                                                        (  2 sin u cos u
                                                                 2     2
                                                                         )                                    (                          )
                                                                                                                                             2 n +1



                                                                                                              2n


         =∫
                                     du                                           1       (1 + tg u ) d ( tg u )
                                                                                                    2
                                                                                                         2
                                                                                                             2
                                     2 n +1                     4n + 2
                                                                             =
                                                                                 2 2n   ∫                         2 n +1

                          ( ) (cos u )
               2 2 n +1 tg u
                           2       2                                                            ( tg u )
                                                                                                     2

     1  −C2n                                                                                                                                          2n 
                 0                                   n−                                      n+1
                                                   C 2n 1                                                               2               2n
=        
    2 2n                  2n
                                 − ... −                    2
                                                                    n
                                                                 + C2n ln tg
                                                                                         u C 2n
                                                                                           +     tg u
                                                                                                    2        ( )            + ... +
                                                                                                                                      C 2n
                                                                                                                                             ( )
                                                                                                                                           tg u
                                                                                                                                              2
                                                                                                                                                           +c
         
               ( )
           2n tg u
                 2                             ( )
                                              2 tg u
                                                   2
                                                                                         2   2                                        2n                   
                                                                                                                                                           
                                                                                                                                                           
                  dx                        n
iB3 = ∫            2n+ 2
                           = ∫ (1 + tg 2 x ) d ( tg x ) =
               cos       x

         = ∫ C n + C n tg 2 x + ... + C n ( tg 2 x ) + ... + C n ( tg 2 x )  d ( tg x )
                0     1                  k           k          n           n
                                                                             

            0            C1                 Cnk
                                                            2 k +1          Cnn
                                                                                                 
         = C n ( tg x ) + n tg 3 x + ... +        ( tg x )        + ... +        ( tg x ) 2 n+1  + c
                          3                2k + 1                         2n + 1                
                                                                dx
3. D NG 3:        C=       ∫ a ( sinx )        2
                                                    + bsinxcosx + c ( cosx )
                                                                                                     2



                                dx                                                                           dx
•C   =∫                                                     =∫
                                                                     cos 2 3x ( 5 tg 3x + 2 ) − 21(1 + tg 2 3x ) 
                                               2                                              2
             ( 5sin3x + 2cos3x ) - 21                                                                            

         1           d ( tg 3x )          1                                         d ( tg 3x )                             1            2 tg 3x + 5
     =     ∫ 4 tg 2 3x + 20 tg 3x − 17 = 12 ∫                                                    2
                                                                                                              =                 arc tg                        +c
         3
                                                                             (   tg 3x + 5
                                                                                         2   )       +
                                                                                                       42
                                                                                                       4
                                                                                                                   6 42                               42

                                                   dx
4. D NG 4:           D=        ∫ a sin x + b cos x + c
                               dx                                                                                 dx
• D1 =       ∫ 2sinx + 5cosx + 3 = ∫ 4 sin x cos x + 5
                                                                         2      ( cos x − sin x ) + 3 ( cos x + sin x )
                                                                                    2  2       2
                                                                                                         2
                                                                                                              2      2
                                                                                                                            2                   2             2




                                                                             d ( tg x − 1)               tg x −1 − 5
                                dx                                                  2           −1          2
         =   ∫ cos                                                 = −∫                      =      ln               +c
                           (                                    2)
                                                                                                     2
                                                                                               2 5 tg x − 1 + 5
                     2   x 4 tg x + 8 − 2 tg 2
                         2      2
                                                                x
                                                                        ( tg 2 )
                                                                             x −1 − ( 5 )
                                                                                                            2
                                                                                                                    2




                                                                                                                                                                  175
Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương


5. D NG 5: TÍCH PHÂN LIÊN K T

              cosxdx                                                              sin x dx
         ∫ sinx + cosx . Xét tích phân liên k                                 ∫ sin x + cos x
                                                                        *
• E1 =                                                    t v i E1 là: E1 =

                 cos x + sin x
                        ∫                       ∫
              *
       E1 + E1 = sin x + cos x dx = dx = x + ( c1 )
       
Ta có: 
       E − E* = cos x − sin x dx = d ( sin x + cos x ) = ln sin x + cos x + ( c )
        1
       
              1         ∫
                  sin x + cos x                 ∫
                                       sin x + cos x
                                                                                2



                            E = 1 ( x + ln sin x + cos x ) + c
                             1 2
Gi i h phương trình suy ra: 
                            E1 = 1 ( x − ln sin x + cos x ) + c
                              *
                                 2

                sin3xdx                                                           cos 3 x dx
• E2 =   ∫ 2cos3x − 5sin3x . Xét tích phân liên k             t là: E* =
                                                                     2     ∫ 2 cos 3x − 5 sin 3x
Ta có:
 *              2cos3x − 5sin3x
2E2 − 5E2 =

                ∫ 2cos3x − 5sin3x dx = ∫dx = x + ( c )1


 *              5cos3x + 2sin3x           1 d( 2cos3x − 5sin3x)    ln 2cos3x − 5sin3x
5E2 + 2E2 =
               ∫ 2cos3x − 5sin3x dx = − 3 ∫  2cos3x − 5sin3x
                                                                 =−
                                                                            3
                                                                                       + ( c2 )

Gi i h phương trình suy ra:

         2              x
E = 1 ⋅                                    −1  2 ln 2 cos 3x − 5sin 3x       
  2
       29 5 −  ln 2 cos 3x − 5 sin 3x + c = 29 
                                                            3
                                                                          + 5x  + c
                                                                               
                         3

                    x               −5
                                              1        5 ln 2 cos 3x − 5sin 3x 
 E* = 1 ⋅ ln 2 cos 3x − 5sin 3x
   2                                    +c=       2x −                          +c
      29 −                          2       29                    3            
                     3

                 ( sin x)4                                                   ( cos x)4
• E3 =   ∫ ( sin x)4 + ( cos x)4 dx . Xét tích phân liên k t là: E* = ∫
                                                                  3                          dx
                                                                        ( sinx)4 + ( cos x)4

                         ( sin x ) 4 + ( cos x )4
Ta có: E* + E 3 =
        3              ∫ ( sin x )4 + ( cos x )4 dx = ∫ dx = x + ( c1 ) (1). M t khác:
                ( cosx )4 − ( sin x )4          ( cos 2 x + sin 2 x )( cos 2 x − sin 2 x )
E* − E 3 =
 3            ∫ ( sin x )4 + ( cos x )4 dx = ∫
                                               ( cos 2 x + sin 2 x )2 − 2 cos 2 x sin 2 x
                                                                                           dx


176
Bài 5. Các phép                 i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác

           cos 2x                                      d ( sin 2x )                  1                  2 + sin 2x
=   ∫      1 2
                   dx =                          ∫ ( 2)      2
                                                                       2
                                                                 − sin 2x
                                                                               =
                                                                                   2 2
                                                                                              ln
                                                                                                        2 − sin 2x
                                                                                                                           + c ( 2)
        1 − sin 2x
           2
T (1) và (2) suy ra:

          1     1                                2 + sin 2x         *  1      1                                      2 + sin 2x 
 E3 =      x −
                   ln                                        + c ; E3 =  x +
                                                                                  ln                                             +c
          2    2 2                               2 − sin 2x            2     2 2                                     2 − sin 2x 
                                                                                                                                   
             π 2                                                                                           π 2
                                    ( cosx )99                                                                              ( sin x )99
• E4 =        ∫ ( sinx )
              0
                                     99
                                           + ( cosx )
                                                        99
                                                                 dx . Xét tích phân: E* =
                                                                                      4                        ∫ ( sin x )
                                                                                                               0
                                                                                                                                99
                                                                                                                                     + ( cos x )
                                                                                                                                                   99
                                                                                                                                                        dx


                  π                                                        π                                                             π
     t x=              − u ⇒ dx = −du. V i x =                                     thì u = 0 và x = 0 thì u =                                . Ta có:
                  2                                                        2                                                             2
                                                                                         99
         π2
                   ( sinx ) dx        99
                                             sin π − u  ( −du)
                                             
                                                 2
                                                        0
                                                        
                                                                     ( )
                                                                       π2
                                                                            ( cosu )99 du
         ∫                                              ∫                                                              ∫
 *
E4 =                                =                                =                          = E4
              ( sinx)99 + ( cosx )99 π 2  π        99            99
                                                                          (    )99 + ( sinu )99
         0
                                         
                                         
                                          sin − u
                                             2
                                                   + cos π − u 
                                                  
                                                       
                                                            2   
                                                                   ( )   ( )
                                                                       0 cosu



                                           π2                                 π2        π2
                                                ( sin x )99 + ( cos x )99                   π            π
                                           ∫                              dx = ∫ dx = x
                   *                                                                                 *
Ta có: E 4 + E 4 =                                       99            99
                                                                                           = ⇒ E4 = E4 =
                                           0
                                                ( sin x ) + ( cos x )          0
                                                                                        0   2            4

             π 2                                                                                          π 2

              ∫    ( cos3x ) 2 ( cos6x ) 2 dx . Xét tích phân: E5 =
                                                                                                           ∫ ( sin 3x )
                                                                                                                            2
• E5 =                                                          ∗
                                                                                                                                    ( cos 6 x )2 dx
              0                                                                                            0

                                          π2                                                                       π2
                                                ( cos 3x )2 + ( sin 3x )2  ( cos 6x )2 dx =
                                           ∫                                                                       ∫ ( cos 6x )
                                                                                                                                         2
Ta có: E 5 +                   E∗
                                5    =                                                                                                     dx
                                           0                                                                       0

                       π2                                                                     π2
                   1
                                (1 + cos12x ) dx = 1  x + sin12x 
                                                                                                       π
              =
                   2    ∫  0
                                                     
                                                                  2           12        0
                                                                                                    =
                                                                                                        4
                                                                                                          . M t khác:

                       π2                                                                          π2
                               ( cos 3x )2 − ( sin 3x )2  ( cos 6x )2 dx =
                       ∫                                                                           ∫ cos 6x ( cos 6x )
                                                                                                                                     2
E 5 − E∗ =
       5                                                                                                                               dx
                       0                                                                            0

                                                                                                                           π2
                    1
                           π2
                                                                               (      )3                    π
                                   1 − ( sin 6x )2  d ( sin 6x ) = 1 sin 6x − sin 6x 
                  =
                    6          ∫
                               0
                                                   
                                                                     6             3     0
                                                                                             = 0 ⇒ E 6 = E* =
                                                                                                          6
                                                                                                              8

             π 2                                                                              π 2
                               sinx dx                                                                    cos x dx
              ∫ ( sinx + cosx )                                                                ∫ ( sin x + cos x )
                                                                                     *
• E6 =                                            3
                                                      . Xét tích phân:              E6   =                                      3
              0                                                                                0

                                                                                                                                                             177
Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương

                          π2                                        π2
                               ( cos x + sin x ) dx                                 dx
Ta có:     E∗
            6   + E6 =    ∫0
                                ( sin x + cos x )          3
                                                                =   ∫ ( sin x + cos x )
                                                                    0
                                                                                                 2



    π2                                     π2                                                            π2
=   ∫
                 dx
                                   =
                                       1
                                           ∫ sin
                                                           dx
                                                                         =
                                                                             −1
                                                                                         (
                                                                                cotg x + π           )        =
                                                                                                                  1 1
                                                                                                                   + =1
    0
                 (
          2 sin x + π 
         
                    4 
                       
                           )
                               2
                                       2   0
                                                   2
                                                       (   x+ π
                                                              4     )        2           4               0        2 2


                                π2                                           π2
                                       ( cos x − sin x ) dx                       d ( sin x + cos x )
M t khác: E∗ − E 6 =
           6                       ∫
                                   0
                                        ( sin x + cos x )       3
                                                                        =    ∫
                                                                             0
                                                                                  ( sin x + cos x )3
                                                           π2
                                       −1                                                    1
                      =                                2
                                                                = 0 ⇒ E 6 = E* =
                                                                             6
                          2 ( sin x + cos x )              0
                                                                                             2

                          a sin x + b cos x
6. D NG 6:      F=    ∫ m sin x + n cos x dx
a. Phương pháp:

Gi s : a sin x + b cos x = α ( m sin x + n cos x ) + β ( m cos x − n sin x ) , ∀x

⇔ a sin x + b cos x = ( mα − n β ) sin x + ( nα + mβ ) cos x , ∀x

                       am + bn
   mα − n β = a  α = m 2 + n 2
                 
⇔               ⇔              . Khi ó ta có:
   nα + m β = b
                      bm − an
                   β = m2 + n2
                  

         am + bn m sin x + n cos x     bm − an m cos x − n sin x
F=        2    2  ∫
         m + n m sin x + n cos x
                                   dx + 2
                                       m + n 2 m sin x + n cos x
                                                                 dx          ∫
         am + bn     bm − an d ( m sin x + n cos x )
    =     2
         m +n  2  ∫
                 dx + 2
                     m + n2                 ∫
                               m sin x + n cos x
         am + bn   bm − an
    =     2    2
                 x+ 2      ln m sin x + n cos x + c
         m +n      m + n2
b. Các bài t p m u minh h a:

            4sin2x − 7cos2x                     1 4sin 2x − 7 cos 2x                                 1 4sin u − 7 cos u
• F1 =    ∫ 5sin2x + 3cos2x dx = 2 ∫ 5sin 2x + 3cos 2x d ( 2x ) = 2 ∫ 5sin u + 3cos u du
Gi s        4 sin u − 7 cos u = α ( 5 sin u + 3 cos u ) + β ( 5 cos u − 3 sin u ) , ∀u

⇔ 4 sin u − 7 cos u = ( 5α − 3β ) sin u + ( 3α + 5β ) cos u , ∀u

178
Bài 5. Các phép       i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác

 5α − 3β = 4
               α = −1 34
                
⇔             ⇔           . Khi ó ta có:
 3α + 5β = −7
               β = −47 34
                

         1 4 sin u − 7 cos u      −1 5sin u + 3 cos u      47 5 cos u − 3sin u
F1 =      ∫
         2 5 sin u + 3cos u
                             du =            ∫
                                  68 5sin u + 3 cos u
                                                      du −                   ∫
                                                           68 5 sin u + 3cos u
                                                                               du

     −1       47 d ( 5 sin u + 3cos u ) −1
    =
     68
        du −  ∫
              68             ∫
                     5 sin u + 3 cos u
                                         = ( u + 47 ln 5 sin u + 3cos u ) + c
                                           68
     −1
    = ( 2x + 47 ln 5 sin 2x + 3 cos 2x ) + c
     68
c. Các bài t p dành cho b n                   c t     gi i:

          4sin 3x + 5cos 3x                      2sin 5x − 7 cos 5x                  4sin 9x + 5cos 9x
F1 =    ∫ 7 cos 3x − 8sin 3x dx ; F = ∫ 3sin 5x − 4 cos 5x dx ; F = ∫ 7 cos 9x − 3sin 9x dx
                                         2                               3


                              a sin x + b cos x + c
7. D NG 7:         G=       ∫ m sin x + n cos x + p dx
a. Phương pháp:

Gi s          a sin x + b cos x + c = α ( m sin x + n cos x + p ) + β ( m cos x − n sin x ) + γ , ∀x

⇔ a sin x + b cos x + c = ( mα − n β ) sin x + ( nα + mβ ) cos x + pα + γ , ∀x

   mα − n β = a  α = ( am + bn ) ( m 2 + n 2 )
  
                 
⇔  nα + mβ = b ⇔  β = ( bm − an ) ( m2 + n 2 ) . Khi ó ta có:
                  
                 γ = c − am + bn p
   pα + γ = c
                 
                           m2 + n2

        am + bn msin x + ncos x + p     bm − an mcos x − nsin x
G=       2    2    ∫
        m + n msin x + n cos x + p
                                    dx + 2 2              ∫
                                        m + n msin x + n cos x + p
                                                                   dx +

                                                                am + bn        dx
                                                              + c − 2 2 p  ∫
                                                                m + n  msin x + n cos x + p

    am + bn                 bm − an d ( m sin x + n cos x + p )  am + bn                       dx
=    2
    m +n
              2   ∫ dx + m   2
                               +n
                                  2  ∫m sin x + n cos x + p
                                                               + c − 2
                                                                  m +n
                                                                        2
                                                                                     p ∫
                                                                                       m sin x + n cos x + p
    am + bn            bm − an                          am + bn                     dx
=    2
    m +n
              2
                  x+    2
                       m +n
                            ln m sin x + n cos x + p +  c − 2
                                 2
                                                        m +n
                                                               2
                                                                          p     ∫
                                                                            m sin x + n cos x + p
b. Các bài t p m u minh h a:

              sinx + 2cosx − 3
• G1 =    ∫ sinx − 2cosx + 3 dx .
                                                                                                          179
Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương

Gi s          sin x + 2 cos x − 3 = α ( sin x − 2 cos x + 3) + β ( cos x + 2 sin x ) + γ , ∀x

⇔ sin x + 2 cos x − 3 = (α + 2 β ) sin x + ( −2α + β ) cos x + ( 3α + γ ) , ∀x

  α + 2β = 1    α = −3 5
  
                
                 
⇔ −2α + β = 2 ⇔  β = 4 5 . Khi ó ta có:
                
  3α + γ = −3
                γ = −6 5
                 

       −3 sin x − 2 cos x + 3      4   sin x − 2 cos x        6         dx
G1 =          ∫
       5 sin x − 2 cos x + 3
                              dx +            ∫
                                   5 sin x − 2 cos x + 3
                                                         dx −                ∫
                                                              5 sin x − 2 cos x + 3
      −3      4 d ( sin x − 2 cos x + 3)      6         dx
  =
      5
         dx + ∫
              5           ∫
                  sin x − 2 cos x + 3
                                         dx −             ∫
                                              5 sin x − 2 cos x + 3
      −3    4                        6
  =      x + ln sin x − 2 cos x + 3 − J
      5     5                        5
                     dx                                           dx
J=    ∫ sin x − 2 cos x + 3 = ∫ 2sin x cos x − 2 cos                                            =
                                          2       2   (    2
                                                               2         ) (
                                                               x − sin 2 x + 3 cos2 x + sin 2 x
                                                                         2          2         2 )
                   dx                  2        ( )
                                                  d tg x
                                                        2
      ∫
                                          ) ∫( ) ( )
 =                                   =
     cos
         2 x
           2       2 (
              2 tg x + 1 + 5 tg
                                2 x
                                  2
                                       5
                                             2
                                                2
                                          tg x + 2 tg x + 1
                                                     5     2    5
   2
             d tg   x
                    2    ( )     2 5     1 + 5 tg x
                                                  2 + c = arctg
                                                                1 + 5 tg x
                                                                         2 +c
 =        ∫        2       2
                              = ⋅ arctg
   5
              (
        tg x + 1 + 2
           2 5          5 ) ()   5 2          2                      2


       −3      4                         6        5 tg x + 1
⇒ G1 =     x + ln sin x − 2 cos x + 3 − arctg          2     +c
       5       5                         5             2
          π 2
                   sinx − cosx + 1
• G2 =        ∫
              0
                  sinx + 2cosx + 3
                                   dx .


Gi s          sin x − cos x + 1 = α ( sin x + 2 cos x + 3) + β ( cos x − 2 sin x ) + γ , ∀x

⇔ sin x − cos x + 1 = (α − 2 β ) sin x + ( 2α + β ) cos x + ( 3α + γ ) , ∀x

  α − 2 β = 1   α = −1 5
                
⇔ 2α + β = −1 ⇔  β = −3 5 . Khi ó ta có:
  3α + γ = 1    γ = 8 5
                


180
Bài 5. Các phép           i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác

                 π2                                        π2                                     π2
       1                sin x + 2 cos x + 3      3                 cos x − 2 sin x        8                 dx
G2 = −
       5         0
                    ∫   sin x + 2 cos x + 3
                                            dx −
                                                 5           ∫
                                                             0
                                                                 sin x + 2 cos x + 3
                                                                                     dx +
                                                                                          5       ∫ sin x + 2 cos x + 3
                                                                                                  0
                π2                  π2                                       π2
            1                   3        d ( sin x + 2 cos x + 3) 8                       dx
   =−
            5   ∫ dx − 5 ∫
                0                   0
                                          sin x + 2 cos x + 3
                                                                     +
                                                                         5 ∫ sin x + 2 cos x + 3
                                                                             0
                                                           π2
      −1 3                         8    −π 3 5 8
   =  x − ln sin x + 2 cos x + 3  + J =   + ln + J
      5  5                       0 5    10 5 4 5

     π2                                       π2
                    dx                                                                    dx
J=     ∫                        =              ∫ 2sin x cos x + 2 cos
       0
            sin x + 2 cos x + 3                0
                                                      22        22         2 (
                                                      x − sin 2 x + 3 cos2 x + sin 2 x
                                                                                  2
                                                                                     2           ) (                  )
  π2
                         dx
                                                   π2      d tg   x
                                                                  2                            ( )
=  ∫                                            =2                                ∫
  0 cos
        2 x
          2        2    (
             2 tg x + 2 − 2 tg x + 3 + 3 tg x
                              2
                                 2
                                         π2
                                            2
                                              2
                                                   0 tg
                                                        2 x
                                                           2
                                                             + 2 tg x + 5
                                                                    2    )
   π2   d 1 + tg  x
                  2 (               )
                                1 + tg x
                                       2      π       1            3π 3 5 8            1
=2     ∫        2
                       = arctg              = − arctg ⇒ G 2 = + ln − arctg
           (
    0 1 + tg x
             2
                  +2
                     2
                            )       2 0       4       2            10 5 4 5            2


                                         a sin x + b cos x
8. D NG 8:              H=      ∫ ( m sin x + n cos x )      2
                                                                 dx

a. Phương pháp:

Gi s            a sin x + b cos x = α ( m sin x + n cos x ) + β ( m cos x − n sin x ) , ∀x

⇔ a sin x + b cos x = ( mα − n β ) sin x + ( nα + m β ) cos x , ∀x

                      am + bn
  mα − n β = a  α = m 2 + n 2
                
⇔              ⇔              . Khi ó ta có:
  nα + m β = b
                     bm − an
                  β = m2 + n2
                 

           am + bn m sin x + n cos x         bm − an m cos x − n sin x
H=          2    2          ∫
           m + n ( m sin x + n cos x ) 2
                                         dx + 2
                                             m + n ( m sin x + n cos x )2
                                                   2
                                                                          dx          ∫
       am + bn      dx         bm − an                                       d ( m sin x + n cos x )
   =                        ∫ + 2
       m + n m sin x + n cos x m + n 2
        2    2                                                           ∫ ( m sin x + n cos x )   2


       am + bn      dx         bm − an       1
   =    2    2              ∫ − 2    2
                                       ⋅
       m + n m sin x + n cos x m + n m sin x + n cos x
                                                       +c




                                                                                                                          181
Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương

2. Các bài t p m u minh h a:

                 7 sin x − 5 cos x
• H1 =     ∫ ( 3 sin x + 4 cos x )          2
                                                dx .


Gi s        7 sin x − 5 cos x = α ( 3 sin x + 4 cos x ) + β ( 3 cos x − 4 sin x ) ; ∀x

⇔ 7 sin x − 5 cos x = ( 3α − 4 β ) sin x + ( 4α + 3β ) cos x; ∀x

               α = 1
 3α − 4β = 7
              
⇔            ⇔     5 . Khi ó ta có:
 4α + 3β = −5  β = −43
 
                     5
             7 sin x − 5cos x                    1 3sin x + 4 cos x            43 3cos x − 4sin x
H1 =   ∫ (3sin x + 4 cos x )    2
                                    dx =           ∫
                                                 5 ( 3sin x + 4 cos x ) 2
                                                                          dx −         ∫
                                                                               5 ( 3sin x + 4 cos x )2
                                                                                                       dx

           1       dx          43 d ( 3sin x + 4 cos x ) 1             43
       =     ∫               −                    ∫
           5 3sin x + 4 cos x 5 ( 3sin x + 4 cos x )  2
                                                        = J+
                                                         5   5 ( 3sin x + 4 cos x )


           dx                                      dx
                                                                              d tg x
                                                                                   2                 ( )
J=    ∫                             =   ∫                           =2                  ∫
   3 sin x + 4 cos x                  cos
                                          2 x
                                            2
                                              6 tg
                                                   2    (
                                                   x + 4 − 4 tg 2 x
                                                                  2
                                                                       6 tg
                                                                            2  )
                                                                            x + 4 − 4 tg 2 x
                                                                                           2

            x                           x
  −2 2 tg 2 − 4              −2 2 tg 2 − 4              43
=   ln            + c ⇒ H1 =    ln           +                       +c
  5    2 tg x + 1            25    2 tg x + 1 5 ( 3sin x + 4 cos x )
            2                           2
3. Các bài t p dành cho b n                            c t   gi i:

              2 sin 5x − 3cos 5x                                 5 sin 7x + 4 cos 7x
H1 =      ∫ ( 4 cos 5x + 9 cos 5x )         2
                                                dx ; H 2 =   ∫ ( 2 sin 7x − 3cos 7x )   2
                                                                                            dx

                                    2                                      2
                    a ( sin x ) + b sin x cos x + c ( cos x )
9. D NG 9:       I=   ∫         m sin x + n cos x
                                                              dx

a. Phương pháp:

                          2                                       2
Gi s : a ( sin x ) + b sin x cos x + c ( cos x ) =

             = ( p sin x + q cos x ) ( m sin x + n cos x ) + r ( sin 2 x + cos 2 x ) , ∀x

                  2                                          2
⇔ a ( sin x ) + b sin x cos x + c ( cos x ) =
                                        2                                                        2
             = ( mp + r ) ( sin x ) + ( np + mq ) sin x cos x + ( nq + r ) ( cos x ) ; ∀x


182
Bài 5. Các phép                  i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác

                                          ( a − c ) m + bn
                                     p =
                                               m2 + n2
   mp + r = a    mp + r = a
                                        ( a − c ) n − bm
                                   
⇔ np + mq = b ⇔  np + mq = b     ⇔ q =                   . Khi ó ta có:
                                            m2 + n2
   nq + r = c
                 mp − nq = a − c
                                            2        2
                                      r = an + cm − bmn
                                     
                                                m2 + n2
                                                            2    2
    ( a − c) m + bn         ( a − c) n − bm             an + cm − bmn       dx
I=  ∫
    m +n
           2    2
                     sin x +       2
                                 m +n
                                         2
                                             cos x  dx +
                                                   
                                                               2
                                                              m +n
                                                                   2
                                                                        msin x + n cos x                 ∫
                                                                               2         2
    ( a − c) n − bm                     ( a − c) m + bn                   an + cm − bmn                  dx
=
         m +n2        2
                              sin x −        2
                                           m +n           2
                                                                cos x +              2
                                                                                   m +n      2   ∫ msin x + n cos x
b. Các bài t p m u minh h a:
         π 3
                          ( cos x ) 2 dx
• I1 =       ∫
             0       sin x + 3cos x
                                            .


Gi s             ( cos x )2 = ( a sin x + b cos x ) ( sin x + 3 cos x ) + c ( sin 2 x + cos 2 x ) ; ∀x

⇔ ( cos x ) = ( a + c ) ( sin x ) + ( a 3 + b ) sin x cos x + ( b 3 + c ) ( cos x ) ; ∀x
                      2                          2                                                             2



  a + c = 0     a = −1 4
                               π3                          π3
                              1  3        1            1          dx
⇔ a 3 + b = 0 ⇔ b = 3 4 ⇒ I =
                
                                     cos x − sin x  dx +
                                2 0 2       2                   ∫
                                                           4 0 sin x + 3 cos x                           ∫
  b 3 + c = 1  c = 1 4
  
             π3                                                           π3
         1               π           π            1                                       dx
     =
         2       ∫    cos cos x − sin sin x  dx +
                         6           6            8                     ∫           π           π
                 0                                                         0       cos sin x + sin cos x
                                                                                      3           3
             π3                                      π3                                                               π3
       1                     π      1                          dx     1        π 1       x π
     =           ∫   cos  x +  dx +
                             6                     ∫            π
                                                                      =  sin  x +  + ln tg  +  
                                                                                  6 8       2 6
                                                          sin  x +  
       2         0
                                      8              0
                                                                         2
                                                                                                      0
                                                                  3

       1 1      1 1        1 1       1
     =  + ln 3  −  − ln 3  = + ln 3 = (1 + ln 3 )
       2 8      4 8        4 4       4




                                                                                                                           183
Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương

                                                   m sin x + n cos x
10. D NG 10:           J=      ∫ a ( sin x )   2
                                                   + 2b sin x cos x + c ( cos x )
                                                                                                  2
                                                                                                      dx

a. Phương pháp:

                                                                            a−λ  b
•G i λ1 , λ 2 là nghi m c a phương trình                                            =0
                                                                             b  c−λ

                                                                                        2
                                                                       a + c ± ( a − c ) + 4b 2
⇔ λ 2 − ( a + c ) λ + ac − b 2 = 0 ⇔ λ1,2 =
                                                                                  2
                                2                                               2
Bi n        i a ( sin x ) + 2b sin x cos x + c ( cos x ) = λ1 A12 + λ 2 A2 =
                                                                         2


                                                             2                                                                       2
           λ1                           b                                     λ2                           b         
=                             cos x − a − λ sin x  +                                             cos x − a − λ sin x 
             b2                            1       1+                             b2                          2      
    1+                 2                                                                      2
         ( a − λ1 )                                                         ( a − λ2 )
                                b                          b                   1              1
    t u1 = cos x −                   sin x ;u2 = cos x −        sin x ; k1 =        ; k2 =
                              a − λ1                     a − λ2              a − λ1        a − λ2

             1                                                              1
A1 =
                  2
                             ( cos x − bk1 sin x ) ; A2 =                                ( cos x − bk2 sin x )
          1+ b        k12                                             1 + b 2 k2
                                                                               2



      ý r ng A12 + A2 = 1 ⇒ λ1 A12 + λ 2 A2 = ( λ1 − λ 2 ) A12 + λ 2 = ( λ 2 − λ1 ) A2 + λ1
                    2                     2                                          2



                                             b                          b          
•Gi s       m sin x + n cos x = p  sin x +        cos x  + q  sin x +        cos x  , ∀x
                                           a − λ1                     a − λ2       

  p + q = m
                        bm − n ( a − λ2 )                 bm − n ( a − λ1 )
⇔  p        q     n ⇔ p= b λ −λ           ( a − λ1 ) ;q =                   ( a − λ2 )
         +      =          ( 2 1)                          b ( λ1 − λ2 )
   a − λ1 a − λ2 b

                            m sin x + n cos x                                                − pdu1                          −qdu2
J=    ∫ a ( sin x)     2
                            + 2b sin x cos x + c ( cos x)
                                                                 2
                                                                     dx =   ∫ (λ − λ ) A
                                                                                    1         2
                                                                                                      2
                                                                                                      1   + λ2
                                                                                                                 +   ∫ (λ
                                                                                                                        2   − λ1 ) A2 + λ1
                                                                                                                                    2



                                        dA1                                                       dA2
    = − p 1 + b2 k12         ∫ ( λ −λ ) A                 − q 1 + b2 k2         ∫ (λ
                                                                      2

                                    1   2
                                               2
                                               1   + λ2                                  2   − λ1 ) A2 + λ1
                                                                                                     2




184
Tich phan 210_ham_lg_co_ban_doi_bien_129
Tich phan 210_ham_lg_co_ban_doi_bien_129
Tich phan 210_ham_lg_co_ban_doi_bien_129
Tich phan 210_ham_lg_co_ban_doi_bien_129

More Related Content

What's hot

Tich phan 213_ham_vo_ti_169
Tich phan 213_ham_vo_ti_169Tich phan 213_ham_vo_ti_169
Tich phan 213_ham_vo_ti_169Quyen Le
 
Hephuongtrinh bookbooming
Hephuongtrinh   bookboomingHephuongtrinh   bookbooming
Hephuongtrinh bookboomingbookbooming
 
Tema 4 (Soluciones Cálculo Primitivas)
Tema 4  (Soluciones Cálculo Primitivas)Tema 4  (Soluciones Cálculo Primitivas)
Tema 4 (Soluciones Cálculo Primitivas)jhbenito
 
Limit fungsi-soal-jawab1
Limit fungsi-soal-jawab1Limit fungsi-soal-jawab1
Limit fungsi-soal-jawab1nadiahbsa
 
Tugas Metode Numerik Pendidikan Matematika UMT
Tugas Metode Numerik Pendidikan Matematika UMTTugas Metode Numerik Pendidikan Matematika UMT
Tugas Metode Numerik Pendidikan Matematika UMTrukmono budi utomo
 
Matran 1 bookbooming
Matran 1   bookboomingMatran 1   bookbooming
Matran 1 bookboomingbookbooming
 
Xi angi, math,_trig__tentsetgel_bish(2)
Xi angi, math,_trig__tentsetgel_bish(2)Xi angi, math,_trig__tentsetgel_bish(2)
Xi angi, math,_trig__tentsetgel_bish(2)Tseegii Munhtsetseg
 
الحسابات الاحصائية باستخدام الاكسل
الحسابات الاحصائية باستخدام الاكسلالحسابات الاحصائية باستخدام الاكسل
الحسابات الاحصائية باستخدام الاكسلاحمد الجسار
 
đáP án toán 11 học kỳ i
đáP án toán 11 học kỳ iđáP án toán 11 học kỳ i
đáP án toán 11 học kỳ iMaths Tqk
 
Tich phan 216_tung_phan_8
Tich phan 216_tung_phan_8Tich phan 216_tung_phan_8
Tich phan 216_tung_phan_8Quyen Le
 
Resolucion de un circuito rlc en matlab
Resolucion de un circuito rlc en matlabResolucion de un circuito rlc en matlab
Resolucion de un circuito rlc en matlabJuan Ordóñez
 
3.2.nenoteiktais integraalis
3.2.nenoteiktais integraalis3.2.nenoteiktais integraalis
3.2.nenoteiktais integraalisMaija Liepa
 
Calculus :Tutorial 3
Calculus :Tutorial 3Calculus :Tutorial 3
Calculus :Tutorial 3Nuril Ekma
 
Docx 20111212 tai_lieu_kinh_te_luong_03
Docx 20111212 tai_lieu_kinh_te_luong_03Docx 20111212 tai_lieu_kinh_te_luong_03
Docx 20111212 tai_lieu_kinh_te_luong_03Vũ Hồng Khanh
 

What's hot (17)

Tich phan 213_ham_vo_ti_169
Tich phan 213_ham_vo_ti_169Tich phan 213_ham_vo_ti_169
Tich phan 213_ham_vo_ti_169
 
Hephuongtrinh bookbooming
Hephuongtrinh   bookboomingHephuongtrinh   bookbooming
Hephuongtrinh bookbooming
 
Tema 4 (Soluciones Cálculo Primitivas)
Tema 4  (Soluciones Cálculo Primitivas)Tema 4  (Soluciones Cálculo Primitivas)
Tema 4 (Soluciones Cálculo Primitivas)
 
Limit fungsi-soal-jawab1
Limit fungsi-soal-jawab1Limit fungsi-soal-jawab1
Limit fungsi-soal-jawab1
 
Matematica2 8
Matematica2 8Matematica2 8
Matematica2 8
 
Tugas Metode Numerik Pendidikan Matematika UMT
Tugas Metode Numerik Pendidikan Matematika UMTTugas Metode Numerik Pendidikan Matematika UMT
Tugas Metode Numerik Pendidikan Matematika UMT
 
Matran 1 bookbooming
Matran 1   bookboomingMatran 1   bookbooming
Matran 1 bookbooming
 
Xi angi, math,_trig__tentsetgel_bish(2)
Xi angi, math,_trig__tentsetgel_bish(2)Xi angi, math,_trig__tentsetgel_bish(2)
Xi angi, math,_trig__tentsetgel_bish(2)
 
Formulas para derivacion
Formulas para derivacionFormulas para derivacion
Formulas para derivacion
 
الحسابات الاحصائية باستخدام الاكسل
الحسابات الاحصائية باستخدام الاكسلالحسابات الاحصائية باستخدام الاكسل
الحسابات الاحصائية باستخدام الاكسل
 
đáP án toán 11 học kỳ i
đáP án toán 11 học kỳ iđáP án toán 11 học kỳ i
đáP án toán 11 học kỳ i
 
Tich phan 216_tung_phan_8
Tich phan 216_tung_phan_8Tich phan 216_tung_phan_8
Tich phan 216_tung_phan_8
 
Resolucion de un circuito rlc en matlab
Resolucion de un circuito rlc en matlabResolucion de un circuito rlc en matlab
Resolucion de un circuito rlc en matlab
 
3.2.nenoteiktais integraalis
3.2.nenoteiktais integraalis3.2.nenoteiktais integraalis
3.2.nenoteiktais integraalis
 
Calculus :Tutorial 3
Calculus :Tutorial 3Calculus :Tutorial 3
Calculus :Tutorial 3
 
Docx 20111212 tai_lieu_kinh_te_luong_03
Docx 20111212 tai_lieu_kinh_te_luong_03Docx 20111212 tai_lieu_kinh_te_luong_03
Docx 20111212 tai_lieu_kinh_te_luong_03
 
Rm tarea 3º
Rm tarea   3ºRm tarea   3º
Rm tarea 3º
 

More from Quyen Le

Tâm các bạn tuổi thpt
Tâm các bạn tuổi thptTâm các bạn tuổi thpt
Tâm các bạn tuổi thptQuyen Le
 
Hóa đại cương
Hóa đại cươngHóa đại cương
Hóa đại cươngQuyen Le
 
Trung tâm dayhoc24
Trung tâm dayhoc24Trung tâm dayhoc24
Trung tâm dayhoc24Quyen Le
 
Kim loại + axit
Kim loại + axitKim loại + axit
Kim loại + axitQuyen Le
 
Huy nam hinh hoc phang
Huy nam hinh hoc phangHuy nam hinh hoc phang
Huy nam hinh hoc phangQuyen Le
 
Huy nam nhi thuc neton
Huy nam nhi thuc netonHuy nam nhi thuc neton
Huy nam nhi thuc netonQuyen Le
 
Huy nam khao sat ham so
Huy nam khao sat ham soHuy nam khao sat ham so
Huy nam khao sat ham soQuyen Le
 
Huy nam hinh khong gin
Huy nam hinh khong ginHuy nam hinh khong gin
Huy nam hinh khong ginQuyen Le
 
Huy nam tich phan va ung dung
Huy nam tich phan va ung dungHuy nam tich phan va ung dung
Huy nam tich phan va ung dungQuyen Le
 
De cuong tot nghiep thpt tieng anh
De cuong tot nghiep thpt tieng anhDe cuong tot nghiep thpt tieng anh
De cuong tot nghiep thpt tieng anhQuyen Le
 
Tailieuonthidaihocmondialy
TailieuonthidaihocmondialyTailieuonthidaihocmondialy
TailieuonthidaihocmondialyQuyen Le
 
Cauhoionthitracnghiemsinh12
Cauhoionthitracnghiemsinh12Cauhoionthitracnghiemsinh12
Cauhoionthitracnghiemsinh12Quyen Le
 
On tap-luong-giac-bai4
On tap-luong-giac-bai4On tap-luong-giac-bai4
On tap-luong-giac-bai4Quyen Le
 
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hocQuyen Le
 
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hocQuyen Le
 
800 cau hoi trac nghiem mon hoa
800 cau hoi trac nghiem mon hoa800 cau hoi trac nghiem mon hoa
800 cau hoi trac nghiem mon hoaQuyen Le
 
Aminoaxitvadongphan 120918004230-phpapp02
Aminoaxitvadongphan 120918004230-phpapp02Aminoaxitvadongphan 120918004230-phpapp02
Aminoaxitvadongphan 120918004230-phpapp02Quyen Le
 
On tap-luong-giac-bai4
On tap-luong-giac-bai4On tap-luong-giac-bai4
On tap-luong-giac-bai4Quyen Le
 
Cacbohidrat 120918071806-phpapp01
Cacbohidrat 120918071806-phpapp01Cacbohidrat 120918071806-phpapp01
Cacbohidrat 120918071806-phpapp01Quyen Le
 
Www.mathvn.com 200 cau-khaosathamso2
Www.mathvn.com 200 cau-khaosathamso2Www.mathvn.com 200 cau-khaosathamso2
Www.mathvn.com 200 cau-khaosathamso2Quyen Le
 

More from Quyen Le (20)

Tâm các bạn tuổi thpt
Tâm các bạn tuổi thptTâm các bạn tuổi thpt
Tâm các bạn tuổi thpt
 
Hóa đại cương
Hóa đại cươngHóa đại cương
Hóa đại cương
 
Trung tâm dayhoc24
Trung tâm dayhoc24Trung tâm dayhoc24
Trung tâm dayhoc24
 
Kim loại + axit
Kim loại + axitKim loại + axit
Kim loại + axit
 
Huy nam hinh hoc phang
Huy nam hinh hoc phangHuy nam hinh hoc phang
Huy nam hinh hoc phang
 
Huy nam nhi thuc neton
Huy nam nhi thuc netonHuy nam nhi thuc neton
Huy nam nhi thuc neton
 
Huy nam khao sat ham so
Huy nam khao sat ham soHuy nam khao sat ham so
Huy nam khao sat ham so
 
Huy nam hinh khong gin
Huy nam hinh khong ginHuy nam hinh khong gin
Huy nam hinh khong gin
 
Huy nam tich phan va ung dung
Huy nam tich phan va ung dungHuy nam tich phan va ung dung
Huy nam tich phan va ung dung
 
De cuong tot nghiep thpt tieng anh
De cuong tot nghiep thpt tieng anhDe cuong tot nghiep thpt tieng anh
De cuong tot nghiep thpt tieng anh
 
Tailieuonthidaihocmondialy
TailieuonthidaihocmondialyTailieuonthidaihocmondialy
Tailieuonthidaihocmondialy
 
Cauhoionthitracnghiemsinh12
Cauhoionthitracnghiemsinh12Cauhoionthitracnghiemsinh12
Cauhoionthitracnghiemsinh12
 
On tap-luong-giac-bai4
On tap-luong-giac-bai4On tap-luong-giac-bai4
On tap-luong-giac-bai4
 
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc
 
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc
10 phuong-phap-giai-nhanh-bai-tap-trac-nghiem-hoa-hoc
 
800 cau hoi trac nghiem mon hoa
800 cau hoi trac nghiem mon hoa800 cau hoi trac nghiem mon hoa
800 cau hoi trac nghiem mon hoa
 
Aminoaxitvadongphan 120918004230-phpapp02
Aminoaxitvadongphan 120918004230-phpapp02Aminoaxitvadongphan 120918004230-phpapp02
Aminoaxitvadongphan 120918004230-phpapp02
 
On tap-luong-giac-bai4
On tap-luong-giac-bai4On tap-luong-giac-bai4
On tap-luong-giac-bai4
 
Cacbohidrat 120918071806-phpapp01
Cacbohidrat 120918071806-phpapp01Cacbohidrat 120918071806-phpapp01
Cacbohidrat 120918071806-phpapp01
 
Www.mathvn.com 200 cau-khaosathamso2
Www.mathvn.com 200 cau-khaosathamso2Www.mathvn.com 200 cau-khaosathamso2
Www.mathvn.com 200 cau-khaosathamso2
 

Tich phan 210_ham_lg_co_ban_doi_bien_129

  • 1. Bài 5. Các phép i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác BÀI 5. CÁC PHÉP I BI N S CƠ B N VÀ NÂNG CAO TÍCH PHÂN HÀM LƯ NG GIÁC I. CÁC D NG TÍCH PHÂN VÀ PHÉP BI N I CƠ B N • tv n : ∫ Xét tích phân d ng I = R ( sin x,cos x ) dx 1. i bi n s t ng quát: x 2 dt 2t 1− t2 t t = tg ⇒ x = 2 arctg t ;dx = ; sin x = ; cos x = 2 1+ t2 1 + t2 1 + t2  2  2 dt Khi ó: I = R ( sin x,cos x ) dx = R  2t 2 , 1 − t 2  ∫ ∫  1 + t 1 + t  1 + t2 Ta xét 3 trư ng h p c bi t thư ng g p sau ây mà có th i bi n s b ng cách khác hàm s dư i d u tích phân nh n ư c ơn gi n hơn. 2. N u R ( sinx, cosx ) là hàm l theo sin: R ( −sinx, cosx ) = −R ( sinx, cosx ) thì c n bi n i hàm s và vi phân th c hi n phép i bi n t = cosx. 3. N u R ( sinx, cosx ) là hàm l theo cosin: R ( sinx, − cosx ) = −R ( sinx, cosx ) thì c n bi n i hàm s và vi phân th c hi n phép i bi n t = sinx. 4. N u R ( sinx, cosx ) tho mãn i u ki n: R ( −sinx, − cosx ) = R ( sinx, cosx ) thì c n bi n i hàm s và vi phân th c hi n phép i bi n t = tgx. II. CÁC BÀI T P M U MINH H A 1. D ng 1: i bi n s t ng quát 3sin2x − 2cos2x − 1 I= ∫ 3cos2x + 4sin2x + 5 dx 2 dt 2t 1− t t t = tg x ⇒ x = arctg t ; dx = 2 ; sin 2x = 2 ; cos 2x = 2 1+ t 1+ t 1+ t 3.2t − 2 (1 − t ) − (1 + t ) dt 1 ( t + 6t − 3) dt 2 2 2 2 1 t + 6t − 3 dt ⇒ I= ∫ 3 (1 − t 2 ) + 4.2t + 5 (1+ t2 ) ⋅ 1+ t2 = ∫2 ⋅ 2 t + 4t + 4 1 + t 2 = ∫ 2 ( t + 2)2 (1 + t 2 ) 169
  • 2. Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương t 2 + 6t − 3 A B Ct + D Gi s = + + , ∀t ( t + 2 ) (1 + t 2 ) 2 t + 2 (t + 2) 2 1 + t2 ⇔ t 2 + 6t − 3 = A ( t + 2 ) (1 + t 2 ) + B (1 + t 2 ) + ( Ct + D ) ( t + 2 ) , ∀t (*) 2 ⇔ t 2 + 6t − 3 = ( A + C) t 3 + ( 2A + B + 4C + D) t 2 + ( A + 4C + 4D) t + ( 2A + B + 4D) Thay t = −2 vào (*) thì −11 = 5B ⇒ B = −11/5 A + C = 0 A + C = 0 A = −34 25    2A + B + 4C + D = 1 2A + 4C + D = 16 5 B = −11 5 (*) ⇔  ⇔ ⇔ A + 4C + 4D = 6 A + 4C + 4D = 6 C = 34 25 2A + B + 4D = −3 2A + 4D = −4 5 D = 12 25    2 1 t + 6t − 3 34 dt 11 dt 1 24t + 12 I= ∫ 2 ( t + 2 ) (1 + t ) 2 2 dt = − − 25 t + 2 5 ( t + 2 ) 2 + ∫ 25 1 + t 2 dt ∫ ∫ 12 d ( t ) 12 2 34 dt 11 dt dt =− ∫ − 25 t + 2 5 ( t + 2 ) 2 + ∫ 25 1 + t 2 + 25 1 + t 2 ∫ ∫ 34 11 12 ( 12 ln 1 + t ) + 2 =− ln t + 2 + + arctg t + c 25 5 ( t + 2 ) 25 25 34 11 12 12 ln (1 + tg x ) + 2 =− ln tg x + 2 + + x+c 25 5 ( tg x + 2 ) 25 25 2. D ng 2: R ( −sinx, cosx ) = −R ( sinx, cosx ) sin2xdx 2 sin x cos xdx • J1 = ∫ cos 3 2 x − sin x − 1 = ∫ cos 3 x + cos 2 x − 2 2 sin x cos x R ( sin x, cos x ) = 3 2 ⇒ R ( − sin x, cos x ) = −R ( sin x, cos x ) cos x + cos x − 2 −2t dt −2t dt  A Bt + C  t t = cos x ⇒ J1 = ∫t 3 2 +t −2 = ∫ ( t − 1) ( t 2 + 2t + 2) ∫ = −2  + 2  dt  t − 1 t + 2t + 2  t A Bt + C ⇔ t = A ( t + 2t + 2) + ( Bt + C) ( t − 1) 2 Ta có: = + 2 ( t − 1) ( t + 2t + 2) 2 t − 1 t + 2t + 2 A + B = 0 A = 1 5 2   ⇔ t = ( A + B ) t + ( 2A − B + C ) t + ( 2A − C ) ⇔ 2A − B + C = 1 ⇔ B = −1 5   2A − C = 0 C = 2 5 170
  • 3. Bài 5. Các phép i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác 2  1 t−2  2 dt 1 2t + 2 − 6 J1 = − 5  ∫  t −1 − 2  dt = − 5 t − 1 + 5 2 t + 2t + 2  t + 2t + 2 dt ∫ ∫ 2 dt 1 d ( t 2 + 2t + 2 ) 6 dt =− ∫ + 5 t −1 5 2 t + 2t + 2 − ∫ 5 ( t + 1) 2 + 1 ∫ 2 1 2 6 = − ln t − 1 + ln t + 2t + 2 − arctg ( t + 1) + c 5 5 5 2 1 2 6 = − ln (1 − cos x ) + ln cos x + 2 cos x + 2 − arctg (1 + cos x ) + c 5 5 5 dx sin x dx −d ( cos x ) dt • J2 = ∫ 6 sinxcos x = sin 2 x cos 6 x = ∫ ∫ (1 − cos 2 x ) cos x6 = ∫t 6 ( t 2 − 1) t − ( t − 1)  1 t + t +1 6 6 4 2 t −1 1 1 1 = ∫ t ( t − 1) 6 2 dt =  2  t −1 − t 6  ∫  dt = ln + + 3 + 5 +c t + 1 t 3t 5t 1 − cos x 1 1 1 = ln + + + +c 1 + cos x cos x 3 cos3 x 5 cos5 x sinx + sin3x 2 sin 2 x cos x 4 sin x cos 2 x • J3 = ∫ cos2x dx = cos 2 x dx = ∫ 2 cos 2 x − 1 dx ∫ 2 2 4 cos xd ( cos x ) 4t dt  2  dt = ∫ 1 − 2 cos x 2 = ∫ 1 − 2t = ∫  1 − 2t 2 2 − 2  dt =  ∫ 1 −t 2 ∫ − 2 dt 2 1 1 + 2t 1 1 + 2 cos x = ln − 2t + c = ln − 2 cos x + c 2 1 − 2t 2 1 − 2 cos x π 2 π 2 π 2 4sin 3 x 4 sin 2 x 4 (1 − cos 2 x ) • J4 = ∫ 0 1 + cosx dx = ∫0 1 + cos x sin x dx = − ∫0 1 + cos x d ( cos x ) 4 (1 − t ) 0 2 1 1 ∫ dt = 4 (1 − t ) dt = ( 4t − 2t ∫ )0 =4−2=2 2 =− 1 1+ t 0 π 2 π 2 π 2 π 2 sin 2 x sin 2 x dx sin x dx sin x dx • J5 = ∫ π6 sin3x dx = π 6 ∫ = = 3 sin x − 4 sin x π 6 3 − 4 sin x π 6 4 cos 2 x − 1 3 2 ∫ ∫ π6 3 2 3 2 3 2 d ( cos x ) dt 1 d ( 2t ) 1 2t − 1 1 = ∫ 2 = ∫ 2 = ∫ 2 = ln = ln ( 2 − 3 ) π2 4cos x − 1 0 4t − 1 2 0 ( 2t ) − 1 4 2t + 1 0 4 171
  • 4. Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương 3. D ng 3: R ( sinx, − cosx ) = −R ( sinx, cosx ) cos 9 x cos8 x (1 − sin 2 x )4 (1 − t 2 )4 • K1 = ∫ sin 20 x dx = sin 20 x ∫ cos x dx = ∫ sin 20 x d ( sin x ) = ∫ t 20 dt 1 − 4t 2 + 6t 4 − 4t 6 + t 8 −1 4 6 4 1 = ∫ t 20 dt = 19t19 + 17t 17 − 15 + 13 − 11 + c 15t 13t 11t −1 4 6 4 1 = 19 + 17 − 15 + 13 − 11 +c 19 ( sin x ) 17 ( sin x ) 15 ( sin x ) 13 ( sin x ) 11 ( sin x ) cos 3 x + cos5 x ( cos2 x + cos4 x ) ( cos2 x + cos4 x ) • K2 = ∫ sin2 x + sin4 x dx = ∫ sin2 x + sin4 x cos x dx = ∫ sin2 x + sin4 x d ( sin x ) 2 1 − t 2 + (1 − t 2 ) t 4 − 3t 2 + 2  2 6  = ∫ 2 t +t 4 dt = ∫ t 2 (1 + t ) 2  ∫ dt =  1 + 2 − t 1 + t2  dt  2 2 =t− − 6 arctg t + c = sin x − − 6 arctg ( sin x ) + c t sin x 4. D ng 4: R ( −sinx, − cosx ) = R ( sinx, cosx ) π6 π6 π6 dx dx d ( tg x) 3− 3 ∫ ∫ cos ∫ π6 • L1 = = = = ln tg x −1 0 = ln 0 cosx ( sinx − cosx ) 0 2 x ( tg x −1) 0 tg x −1 3 π 3 π 3 π 3 π 3 dx dx dx d ( tg x ) • L2 = ∫ 4 3 5 = ∫ 4 3 8 = ∫ 2 cos x . 4 tg x 3 = ∫ 3 π 4 sin xcos x π 4 tg x cos x π 4 π 4 ( tg x ) 4 π3 −3 1 π3 = 4 ( 3 ) − 1 = 4 ( 8 3 − 1) 14 = π4 ∫ ( tg x ) 4 d ( tg x ) = 4 ( tg x ) 4 π4   π 4 π 4 sin 2 xdx cos 4 x sin 2 x dx • L3 = ∫ cosx ( 2sin 0 3 x + 3cos 3 x ) = ∫0 cos x ( 2 sin3 x + 3 cos 3 x ) cos x 4 d ( 3 + 2 tg 3 x ) π4 π4 π4 tg 2 x tg 2 x 1 = ∫ ⋅ dx = ∫ d ( tg x ) = ∫ 0 3 + 2 tg x cos 2 x 3 0 3 3 + 2 tg x 6 0 3 + 2 tg 3 x π4 1 1 1 5 = ln ( 3 + 2 tg 3 x ) = ( ln 5 − ln 3) = ln 6 0 6 6 3 172
  • 5. Bài 5. Các phép i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác II. BI N I VÀ I BI N NÂNG CAO TÍCH PHÂN HÀM S LƯ NG GIÁC dx 1. D NG 1: M U S LÀ BI U TH C THU N NH T C A SIN ∫ ( sinx ) n 2 dx dx dx 1 ( 1 + tg 2 x 2 ) d (tg 2 ) x • A1 = ∫ sin3 x = ∫ 3 = 3 6 ∫ 3 = ∫ 2 sin x cos x 2 2 ( 8 tg x cos x 2 2 ) ( )( ) 4 (tg 2 ) x 2 x 4 x 1 1 + 2 tg 2 + tg 2 1  −1 2  = ∫ 3 d tg x =  2 2 ( ) x 1 + 2 ln tg + tg x  + c 2 ( ) 4 tg x 2 ( ) 4   2 tg x 2 2 2    ( ) dx sin x d x d ( cos x ) d ( cos x ) Cách 2: A1 = ∫ 3 =∫ 4 = −∫ 2 = −∫ sin x sin x (1 − cos 2 x ) [(1 + cos x ) (1 − cos x )] 2 2 2 −1  (1 + cos x ) + (1 − cos x )  1  1 1  = 4  ∫  (1 + cos x ) (1 − cos x )  d ( cos x ) = 4  1 − cos x + 1 + cos x  d ( cos x )    ∫ −1  1 1 2  ( − cos x 1 1 + cos x =  ∫ 2 + 2 + 2  4  (1 − cos x ) (1 + cos x ) 1 − cos x  d cos x ) = − ln 2sin 2 x 2 1 − cos x +c dx dx dx • A2 = ∫ sin 5 = ∫ 5 = ∫ 5 10 x ( 2 sin x cos x 2 2 ) ( )( 32 tg x 2 cos x 2 ) 4 1 + tg x ) d ( tg x ) 1 ( 2 2 x + 6 tg 4 x + 4 tg 6 x + tg8 x 1 1 + 4 tg = ∫ 2 2 = ∫ 5 2 2 5 2 2 d tg x 2 ( ) 16 ( tg x ) 2 16 ( ) tg x 2 1  −1  2 4 + 6 ln tg + 2 ( tg x ) + ( tg x )  + c 2 x 1 =  4 − 2 2 2 16    4 tg x 2( ) ( tg x ) 2 2 4    dx sin x dx d ( cos x ) d ( cos x ) Cách 2: A2 = ∫ sin 5 x = ∫ 6 sin x =− ∫ (1 − cos2 x ) 3 =− (1 + cos x ) (1 − cos x ) 3∫   3 3 −1  (1 + cos x ) + (1 − cos x )  1  1 1  = 8  ∫  (1 + cos x ) (1 − cos x )  d ( cos x ) = 8  1 − cos x + 1 + cos x  d ( cos x )    ∫ −1  1 1 3 d ( cos x )  − cos x 3 =  8  2 (1 − cos x ) 2 − 2 (1 + cos x ) 2 + 2 ∫ (1 − cos 2 x) 2 = − A  4 sin 4 x 4 1   173
  • 6. Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương − cos x 3  − cos x 1 1 + cos x  − cos x 3cos x 3 1 + cos x = 4 −  − ln = + + ln +c 4 sin x 4  2 sin x 2 1 − cos x  4 sin x 8sin 2 x 8 1 − cos x 2 4 dx dx • A3 = ∫ ( sinx ) 2n+1 = ∫ 2 n +1 ( 2 sin x cos x 2 2 ) 2n =∫ dx 1 (1 + tg x ) d ( tg x ) 2 2 2 2 n +1 = ∫ 4n+2 2n 2 n +1 2 ( tg x ) ( cos x ) 2 2 n +1 2 2 ( tg x ) 2 n 2n C + C tg x + ... + C ( tg x ) + ... + C ( tg x ) 0 1 2 n 2 2n 2 d ( tg x ) 1 2n 2n 2n 2n 2 2 2 2 ∫ = 2n 2 n +1 2 ( tg x ) 2 1  −C  0 n −1 n +1 2 2n 2n = 2n 2   2n ( tg x ) 2n − ... − C 2n 2 ( tg x ) + C ln tg + x C 2 2 ( tg x ) + ... + C2n ( tg x )  + c 2n 2 2 n 2n 2 2n 2n   2 2   dx n • A10 = ∫ sin 2n+ 2 x ∫ = − (1 + cotg 2 x ) d ( cotg x ) = = − C0 + C1 cotg 2 x + ... + Cn ( cotg2 x ) + ... + Cn ( cotg 2 x )  d ( cotg x )  k n ∫ k n n n   0 Cn 1 Cn k 2k +1 Cn n  = − Cn ( cotg x ) + 3 cotg x + ... + ( cotg x ) + ... + ( cotg x )2n +1  + c  3 2k + 1 2n + 1  dx 2. D NG 2: M U S LÀ BI U TH C THU N NH T C A COSIN ∫ ( cos x ) n B1 = ∫ dx = d x+ π 2 = du = ( du ) du cos 3 x ∫ sin 3 x + π ∫ sin 3 u ∫ =∫ 2 ( 2 sin u cos u 2 2 ) ( ) 3 ( )( 8 tg u 2 3 cos u 2 ) 6 2 (1 + tg 2 u ) d ( tg u ) = 1  −1 ( )  + c ; (u = x + π ) 2 =1∫ 2 2 + 2 ln tg u + 1 tg u 4 3 4 2 2 2 2 2 tg u ) ( 2  2 ( tg u )  2  dx cos x d x d ( sin x ) d ( sin x ) Cách 2: B 1 = ∫ =∫ =∫ =∫ cos 3 x cos 4 x (1 − sin 2 x ) 2 [(1 + sin x ) (1 − sin x )] 2 2 2 1  (1 + sin x ) + (1 − sin x )  1  1 1  = ∫  (1 + sin x ) (1 − sin x )  d ( sin x ) = 4 ∫  1 − sin x + 1 + sin x  d ( sin x ) 4     174
  • 7. Bài 5. Các phép i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác 1  1 1 2  ( sin x 1 1 + sin x = 4 ∫  (1 − sin x ) 2 + (1 + sin x ) 2 + 1 − sin 2  )  d sin x = 2 cos 2 x + 2 ln 1 − sin x + c x dx i B 2 = ∫ 2n+1 = ∫ d x+π 2 =∫ du ( =∫ ) du cos x sin 2 n +1 x + π 2 ( sin u ) 2 n +1 ( 2 sin u cos u 2 2 ) ( ) 2 n +1 2n =∫ du 1 (1 + tg u ) d ( tg u ) 2 2 2 2 n +1 4n + 2 = 2 2n ∫ 2 n +1 ( ) (cos u ) 2 2 n +1 tg u 2 2 ( tg u ) 2 1  −C2n 2n  0 n− n+1 C 2n 1 2 2n =  2 2n  2n − ... − 2 n + C2n ln tg u C 2n + tg u 2 ( ) + ... + C 2n ( ) tg u 2 +c   ( ) 2n tg u 2 ( ) 2 tg u 2 2 2 2n    dx n iB3 = ∫ 2n+ 2 = ∫ (1 + tg 2 x ) d ( tg x ) = cos x = ∫ C n + C n tg 2 x + ... + C n ( tg 2 x ) + ... + C n ( tg 2 x )  d ( tg x ) 0 1 k k n n    0 C1 Cnk 2 k +1 Cnn  = C n ( tg x ) + n tg 3 x + ... + ( tg x ) + ... + ( tg x ) 2 n+1  + c  3 2k + 1 2n + 1  dx 3. D NG 3: C= ∫ a ( sinx ) 2 + bsinxcosx + c ( cosx ) 2 dx dx •C =∫ =∫ cos 2 3x ( 5 tg 3x + 2 ) − 21(1 + tg 2 3x )  2 2 ( 5sin3x + 2cos3x ) - 21   1 d ( tg 3x ) 1 d ( tg 3x ) 1 2 tg 3x + 5 = ∫ 4 tg 2 3x + 20 tg 3x − 17 = 12 ∫ 2 = arc tg +c 3 ( tg 3x + 5 2 ) + 42 4 6 42 42 dx 4. D NG 4: D= ∫ a sin x + b cos x + c dx dx • D1 = ∫ 2sinx + 5cosx + 3 = ∫ 4 sin x cos x + 5 2 ( cos x − sin x ) + 3 ( cos x + sin x ) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 d ( tg x − 1) tg x −1 − 5 dx 2 −1 2 = ∫ cos = −∫ = ln +c ( 2) 2 2 5 tg x − 1 + 5 2 x 4 tg x + 8 − 2 tg 2 2 2 x ( tg 2 ) x −1 − ( 5 ) 2 2 175
  • 8. Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương 5. D NG 5: TÍCH PHÂN LIÊN K T cosxdx sin x dx ∫ sinx + cosx . Xét tích phân liên k ∫ sin x + cos x * • E1 = t v i E1 là: E1 =  cos x + sin x ∫ ∫ * E1 + E1 = sin x + cos x dx = dx = x + ( c1 )  Ta có:  E − E* = cos x − sin x dx = d ( sin x + cos x ) = ln sin x + cos x + ( c )  1  1 ∫ sin x + cos x ∫ sin x + cos x 2 E = 1 ( x + ln sin x + cos x ) + c  1 2 Gi i h phương trình suy ra:  E1 = 1 ( x − ln sin x + cos x ) + c *  2 sin3xdx cos 3 x dx • E2 = ∫ 2cos3x − 5sin3x . Xét tích phân liên k t là: E* = 2 ∫ 2 cos 3x − 5 sin 3x Ta có:  * 2cos3x − 5sin3x 2E2 − 5E2 =  ∫ 2cos3x − 5sin3x dx = ∫dx = x + ( c )1   * 5cos3x + 2sin3x 1 d( 2cos3x − 5sin3x) ln 2cos3x − 5sin3x 5E2 + 2E2 =  ∫ 2cos3x − 5sin3x dx = − 3 ∫ 2cos3x − 5sin3x =− 3 + ( c2 ) Gi i h phương trình suy ra:  2 x E = 1 ⋅ −1  2 ln 2 cos 3x − 5sin 3x   2 29 5 − ln 2 cos 3x − 5 sin 3x + c = 29   3 + 5x  + c   3   x −5 1  5 ln 2 cos 3x − 5sin 3x   E* = 1 ⋅ ln 2 cos 3x − 5sin 3x 2 +c=  2x − +c  29 − 2 29  3   3 ( sin x)4 ( cos x)4 • E3 = ∫ ( sin x)4 + ( cos x)4 dx . Xét tích phân liên k t là: E* = ∫ 3 dx ( sinx)4 + ( cos x)4 ( sin x ) 4 + ( cos x )4 Ta có: E* + E 3 = 3 ∫ ( sin x )4 + ( cos x )4 dx = ∫ dx = x + ( c1 ) (1). M t khác: ( cosx )4 − ( sin x )4 ( cos 2 x + sin 2 x )( cos 2 x − sin 2 x ) E* − E 3 = 3 ∫ ( sin x )4 + ( cos x )4 dx = ∫ ( cos 2 x + sin 2 x )2 − 2 cos 2 x sin 2 x dx 176
  • 9. Bài 5. Các phép i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác cos 2x d ( sin 2x ) 1 2 + sin 2x = ∫ 1 2 dx = ∫ ( 2) 2 2 − sin 2x = 2 2 ln 2 − sin 2x + c ( 2) 1 − sin 2x 2 T (1) và (2) suy ra: 1 1 2 + sin 2x  * 1 1 2 + sin 2x  E3 = x −  ln  + c ; E3 =  x +   ln +c 2 2 2 2 − sin 2x  2 2 2 2 − sin 2x   π 2 π 2 ( cosx )99 ( sin x )99 • E4 = ∫ ( sinx ) 0 99 + ( cosx ) 99 dx . Xét tích phân: E* = 4 ∫ ( sin x ) 0 99 + ( cos x ) 99 dx π π π t x= − u ⇒ dx = −du. V i x = thì u = 0 và x = 0 thì u = . Ta có: 2 2 2 99 π2 ( sinx ) dx 99 sin π − u  ( −du)   2 0   ( ) π2 ( cosu )99 du ∫ ∫ ∫ * E4 = = = = E4 ( sinx)99 + ( cosx )99 π 2  π 99 99 ( )99 + ( sinu )99 0   sin − u 2  + cos π − u      2   ( ) ( ) 0 cosu π2 π2 π2 ( sin x )99 + ( cos x )99 π π ∫ dx = ∫ dx = x * * Ta có: E 4 + E 4 = 99 99 = ⇒ E4 = E4 = 0 ( sin x ) + ( cos x ) 0 0 2 4 π 2 π 2 ∫ ( cos3x ) 2 ( cos6x ) 2 dx . Xét tích phân: E5 = ∫ ( sin 3x ) 2 • E5 = ∗ ( cos 6 x )2 dx 0 0 π2 π2 ( cos 3x )2 + ( sin 3x )2  ( cos 6x )2 dx = ∫ ∫ ( cos 6x ) 2 Ta có: E 5 + E∗ 5 =   dx 0 0 π2 π2 1 (1 + cos12x ) dx = 1  x + sin12x   π = 2 ∫ 0  2 12 0 = 4 . M t khác: π2 π2 ( cos 3x )2 − ( sin 3x )2  ( cos 6x )2 dx = ∫ ∫ cos 6x ( cos 6x ) 2 E 5 − E∗ = 5   dx 0 0 π2 1 π2  ( )3  π 1 − ( sin 6x )2  d ( sin 6x ) = 1 sin 6x − sin 6x  = 6 ∫ 0   6 3 0 = 0 ⇒ E 6 = E* = 6 8 π 2 π 2 sinx dx cos x dx ∫ ( sinx + cosx ) ∫ ( sin x + cos x ) * • E6 = 3 . Xét tích phân: E6 = 3 0 0 177
  • 10. Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương π2 π2 ( cos x + sin x ) dx dx Ta có: E∗ 6 + E6 = ∫0 ( sin x + cos x ) 3 = ∫ ( sin x + cos x ) 0 2 π2 π2 π2 = ∫ dx = 1 ∫ sin dx = −1 ( cotg x + π ) = 1 1 + =1 0 (  2 sin x + π    4   ) 2 2 0 2 ( x+ π 4 ) 2 4 0 2 2 π2 π2 ( cos x − sin x ) dx d ( sin x + cos x ) M t khác: E∗ − E 6 = 6 ∫ 0 ( sin x + cos x ) 3 = ∫ 0 ( sin x + cos x )3 π2 −1 1 = 2 = 0 ⇒ E 6 = E* = 6 2 ( sin x + cos x ) 0 2 a sin x + b cos x 6. D NG 6: F= ∫ m sin x + n cos x dx a. Phương pháp: Gi s : a sin x + b cos x = α ( m sin x + n cos x ) + β ( m cos x − n sin x ) , ∀x ⇔ a sin x + b cos x = ( mα − n β ) sin x + ( nα + mβ ) cos x , ∀x  am + bn  mα − n β = a α = m 2 + n 2   ⇔  ⇔ . Khi ó ta có:  nα + m β = b   bm − an  β = m2 + n2  am + bn m sin x + n cos x bm − an m cos x − n sin x F= 2 2 ∫ m + n m sin x + n cos x dx + 2 m + n 2 m sin x + n cos x dx ∫ am + bn bm − an d ( m sin x + n cos x ) = 2 m +n 2 ∫ dx + 2 m + n2 ∫ m sin x + n cos x am + bn bm − an = 2 2 x+ 2 ln m sin x + n cos x + c m +n m + n2 b. Các bài t p m u minh h a: 4sin2x − 7cos2x 1 4sin 2x − 7 cos 2x 1 4sin u − 7 cos u • F1 = ∫ 5sin2x + 3cos2x dx = 2 ∫ 5sin 2x + 3cos 2x d ( 2x ) = 2 ∫ 5sin u + 3cos u du Gi s 4 sin u − 7 cos u = α ( 5 sin u + 3 cos u ) + β ( 5 cos u − 3 sin u ) , ∀u ⇔ 4 sin u − 7 cos u = ( 5α − 3β ) sin u + ( 3α + 5β ) cos u , ∀u 178
  • 11. Bài 5. Các phép i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác 5α − 3β = 4  α = −1 34  ⇔ ⇔ . Khi ó ta có: 3α + 5β = −7  β = −47 34  1 4 sin u − 7 cos u −1 5sin u + 3 cos u 47 5 cos u − 3sin u F1 = ∫ 2 5 sin u + 3cos u du = ∫ 68 5sin u + 3 cos u du − ∫ 68 5 sin u + 3cos u du −1 47 d ( 5 sin u + 3cos u ) −1 = 68 du − ∫ 68 ∫ 5 sin u + 3 cos u = ( u + 47 ln 5 sin u + 3cos u ) + c 68 −1 = ( 2x + 47 ln 5 sin 2x + 3 cos 2x ) + c 68 c. Các bài t p dành cho b n c t gi i: 4sin 3x + 5cos 3x 2sin 5x − 7 cos 5x 4sin 9x + 5cos 9x F1 = ∫ 7 cos 3x − 8sin 3x dx ; F = ∫ 3sin 5x − 4 cos 5x dx ; F = ∫ 7 cos 9x − 3sin 9x dx 2 3 a sin x + b cos x + c 7. D NG 7: G= ∫ m sin x + n cos x + p dx a. Phương pháp: Gi s a sin x + b cos x + c = α ( m sin x + n cos x + p ) + β ( m cos x − n sin x ) + γ , ∀x ⇔ a sin x + b cos x + c = ( mα − n β ) sin x + ( nα + mβ ) cos x + pα + γ , ∀x  mα − n β = a α = ( am + bn ) ( m 2 + n 2 )    ⇔  nα + mβ = b ⇔  β = ( bm − an ) ( m2 + n 2 ) . Khi ó ta có:   γ = c − am + bn p  pα + γ = c    m2 + n2 am + bn msin x + ncos x + p bm − an mcos x − nsin x G= 2 2 ∫ m + n msin x + n cos x + p dx + 2 2 ∫ m + n msin x + n cos x + p dx +  am + bn  dx + c − 2 2 p  ∫  m + n  msin x + n cos x + p am + bn bm − an d ( m sin x + n cos x + p )  am + bn  dx = 2 m +n 2 ∫ dx + m 2 +n 2 ∫m sin x + n cos x + p + c − 2  m +n 2 p ∫  m sin x + n cos x + p am + bn bm − an  am + bn  dx = 2 m +n 2 x+ 2 m +n ln m sin x + n cos x + p +  c − 2 2  m +n 2 p ∫  m sin x + n cos x + p b. Các bài t p m u minh h a: sinx + 2cosx − 3 • G1 = ∫ sinx − 2cosx + 3 dx . 179
  • 12. Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương Gi s sin x + 2 cos x − 3 = α ( sin x − 2 cos x + 3) + β ( cos x + 2 sin x ) + γ , ∀x ⇔ sin x + 2 cos x − 3 = (α + 2 β ) sin x + ( −2α + β ) cos x + ( 3α + γ ) , ∀x α + 2β = 1 α = −3 5     ⇔ −2α + β = 2 ⇔  β = 4 5 . Khi ó ta có:   3α + γ = −3  γ = −6 5  −3 sin x − 2 cos x + 3 4 sin x − 2 cos x 6 dx G1 = ∫ 5 sin x − 2 cos x + 3 dx + ∫ 5 sin x − 2 cos x + 3 dx − ∫ 5 sin x − 2 cos x + 3 −3 4 d ( sin x − 2 cos x + 3) 6 dx = 5 dx + ∫ 5 ∫ sin x − 2 cos x + 3 dx − ∫ 5 sin x − 2 cos x + 3 −3 4 6 = x + ln sin x − 2 cos x + 3 − J 5 5 5 dx dx J= ∫ sin x − 2 cos x + 3 = ∫ 2sin x cos x − 2 cos = 2 2 ( 2 2 ) ( x − sin 2 x + 3 cos2 x + sin 2 x 2 2 2 ) dx 2 ( ) d tg x 2 ∫ ) ∫( ) ( ) = = cos 2 x 2 2 ( 2 tg x + 1 + 5 tg 2 x 2 5 2 2 tg x + 2 tg x + 1 5 2 5 2 d tg x 2 ( ) 2 5 1 + 5 tg x 2 + c = arctg 1 + 5 tg x 2 +c = ∫ 2 2 = ⋅ arctg 5 ( tg x + 1 + 2 2 5 5 ) () 5 2 2 2 −3 4 6 5 tg x + 1 ⇒ G1 = x + ln sin x − 2 cos x + 3 − arctg 2 +c 5 5 5 2 π 2 sinx − cosx + 1 • G2 = ∫ 0 sinx + 2cosx + 3 dx . Gi s sin x − cos x + 1 = α ( sin x + 2 cos x + 3) + β ( cos x − 2 sin x ) + γ , ∀x ⇔ sin x − cos x + 1 = (α − 2 β ) sin x + ( 2α + β ) cos x + ( 3α + γ ) , ∀x α − 2 β = 1 α = −1 5   ⇔ 2α + β = −1 ⇔  β = −3 5 . Khi ó ta có: 3α + γ = 1 γ = 8 5   180
  • 13. Bài 5. Các phép i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác π2 π2 π2 1 sin x + 2 cos x + 3 3 cos x − 2 sin x 8 dx G2 = − 5 0 ∫ sin x + 2 cos x + 3 dx − 5 ∫ 0 sin x + 2 cos x + 3 dx + 5 ∫ sin x + 2 cos x + 3 0 π2 π2 π2 1 3 d ( sin x + 2 cos x + 3) 8 dx =− 5 ∫ dx − 5 ∫ 0 0 sin x + 2 cos x + 3 + 5 ∫ sin x + 2 cos x + 3 0 π2  −1 3  8 −π 3 5 8 =  x − ln sin x + 2 cos x + 3  + J = + ln + J  5 5 0 5 10 5 4 5 π2 π2 dx dx J= ∫ = ∫ 2sin x cos x + 2 cos 0 sin x + 2 cos x + 3 0 22 22 2 ( x − sin 2 x + 3 cos2 x + sin 2 x 2 2 ) ( ) π2 dx π2 d tg x 2 ( ) = ∫ =2 ∫ 0 cos 2 x 2 2 ( 2 tg x + 2 − 2 tg x + 3 + 3 tg x 2 2 π2 2 2 0 tg 2 x 2 + 2 tg x + 5 2 ) π2 d 1 + tg x 2 ( ) 1 + tg x 2 π 1 3π 3 5 8 1 =2 ∫ 2 = arctg = − arctg ⇒ G 2 = + ln − arctg ( 0 1 + tg x 2 +2 2 ) 2 0 4 2 10 5 4 5 2 a sin x + b cos x 8. D NG 8: H= ∫ ( m sin x + n cos x ) 2 dx a. Phương pháp: Gi s a sin x + b cos x = α ( m sin x + n cos x ) + β ( m cos x − n sin x ) , ∀x ⇔ a sin x + b cos x = ( mα − n β ) sin x + ( nα + m β ) cos x , ∀x  am + bn mα − n β = a α = m 2 + n 2   ⇔  ⇔ . Khi ó ta có: nα + m β = b   bm − an  β = m2 + n2  am + bn m sin x + n cos x bm − an m cos x − n sin x H= 2 2 ∫ m + n ( m sin x + n cos x ) 2 dx + 2 m + n ( m sin x + n cos x )2 2 dx ∫ am + bn dx bm − an d ( m sin x + n cos x ) = ∫ + 2 m + n m sin x + n cos x m + n 2 2 2 ∫ ( m sin x + n cos x ) 2 am + bn dx bm − an 1 = 2 2 ∫ − 2 2 ⋅ m + n m sin x + n cos x m + n m sin x + n cos x +c 181
  • 14. Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương 2. Các bài t p m u minh h a: 7 sin x − 5 cos x • H1 = ∫ ( 3 sin x + 4 cos x ) 2 dx . Gi s 7 sin x − 5 cos x = α ( 3 sin x + 4 cos x ) + β ( 3 cos x − 4 sin x ) ; ∀x ⇔ 7 sin x − 5 cos x = ( 3α − 4 β ) sin x + ( 4α + 3β ) cos x; ∀x α = 1 3α − 4β = 7   ⇔ ⇔ 5 . Khi ó ta có: 4α + 3β = −5  β = −43   5 7 sin x − 5cos x 1 3sin x + 4 cos x 43 3cos x − 4sin x H1 = ∫ (3sin x + 4 cos x ) 2 dx = ∫ 5 ( 3sin x + 4 cos x ) 2 dx − ∫ 5 ( 3sin x + 4 cos x )2 dx 1 dx 43 d ( 3sin x + 4 cos x ) 1 43 = ∫ − ∫ 5 3sin x + 4 cos x 5 ( 3sin x + 4 cos x ) 2 = J+ 5 5 ( 3sin x + 4 cos x ) dx dx d tg x 2 ( ) J= ∫ = ∫ =2 ∫ 3 sin x + 4 cos x cos 2 x 2 6 tg 2 ( x + 4 − 4 tg 2 x 2 6 tg 2 ) x + 4 − 4 tg 2 x 2 x x −2 2 tg 2 − 4 −2 2 tg 2 − 4 43 = ln + c ⇒ H1 = ln + +c 5 2 tg x + 1 25 2 tg x + 1 5 ( 3sin x + 4 cos x ) 2 2 3. Các bài t p dành cho b n c t gi i: 2 sin 5x − 3cos 5x 5 sin 7x + 4 cos 7x H1 = ∫ ( 4 cos 5x + 9 cos 5x ) 2 dx ; H 2 = ∫ ( 2 sin 7x − 3cos 7x ) 2 dx 2 2 a ( sin x ) + b sin x cos x + c ( cos x ) 9. D NG 9: I= ∫ m sin x + n cos x dx a. Phương pháp: 2 2 Gi s : a ( sin x ) + b sin x cos x + c ( cos x ) = = ( p sin x + q cos x ) ( m sin x + n cos x ) + r ( sin 2 x + cos 2 x ) , ∀x 2 2 ⇔ a ( sin x ) + b sin x cos x + c ( cos x ) = 2 2 = ( mp + r ) ( sin x ) + ( np + mq ) sin x cos x + ( nq + r ) ( cos x ) ; ∀x 182
  • 15. Bài 5. Các phép i bi n s cơ b n và nâng cao tích phân hàm lư ng giác  ( a − c ) m + bn p =  m2 + n2  mp + r = a  mp + r = a    ( a − c ) n − bm    ⇔ np + mq = b ⇔  np + mq = b ⇔ q = . Khi ó ta có:    m2 + n2  nq + r = c   mp − nq = a − c   2 2  r = an + cm − bmn   m2 + n2 2 2  ( a − c) m + bn ( a − c) n − bm  an + cm − bmn dx I=  ∫  m +n 2 2 sin x + 2 m +n 2 cos x  dx +  2 m +n 2 msin x + n cos x ∫ 2 2 ( a − c) n − bm ( a − c) m + bn an + cm − bmn dx = m +n2 2 sin x − 2 m +n 2 cos x + 2 m +n 2 ∫ msin x + n cos x b. Các bài t p m u minh h a: π 3 ( cos x ) 2 dx • I1 = ∫ 0 sin x + 3cos x . Gi s ( cos x )2 = ( a sin x + b cos x ) ( sin x + 3 cos x ) + c ( sin 2 x + cos 2 x ) ; ∀x ⇔ ( cos x ) = ( a + c ) ( sin x ) + ( a 3 + b ) sin x cos x + ( b 3 + c ) ( cos x ) ; ∀x 2 2 2 a + c = 0 a = −1 4   π3 π3   1  3 1  1 dx ⇔ a 3 + b = 0 ⇔ b = 3 4 ⇒ I =    cos x − sin x  dx + 2 0 2 2  ∫ 4 0 sin x + 3 cos x ∫ b 3 + c = 1  c = 1 4  π3 π3 1  π π  1 dx = 2 ∫  cos cos x − sin sin x  dx +  6 6  8 ∫ π π 0 0 cos sin x + sin cos x 3 3 π3 π3 π3 1  π 1 dx 1  π 1 x π = ∫ cos  x +  dx +  6 ∫  π =  sin  x +  + ln tg  +    6 8 2 6 sin  x +   2 0 8 0 2 0  3 1 1  1 1  1 1 1 =  + ln 3  −  − ln 3  = + ln 3 = (1 + ln 3 ) 2 8  4 8  4 4 4 183
  • 16. Chương II: Nguyên hàm và tích phân − Tr n Phương m sin x + n cos x 10. D NG 10: J= ∫ a ( sin x ) 2 + 2b sin x cos x + c ( cos x ) 2 dx a. Phương pháp: a−λ b •G i λ1 , λ 2 là nghi m c a phương trình =0 b c−λ 2 a + c ± ( a − c ) + 4b 2 ⇔ λ 2 − ( a + c ) λ + ac − b 2 = 0 ⇔ λ1,2 = 2 2 2 Bi n i a ( sin x ) + 2b sin x cos x + c ( cos x ) = λ1 A12 + λ 2 A2 = 2 2 2 λ1  b  λ2  b  =  cos x − a − λ sin x  +  cos x − a − λ sin x  b2  1  1+ b2  2  1+ 2 2 ( a − λ1 ) ( a − λ2 ) b b 1 1 t u1 = cos x − sin x ;u2 = cos x − sin x ; k1 = ; k2 = a − λ1 a − λ2 a − λ1 a − λ2 1 1 A1 = 2 ( cos x − bk1 sin x ) ; A2 = ( cos x − bk2 sin x ) 1+ b k12 1 + b 2 k2 2 ý r ng A12 + A2 = 1 ⇒ λ1 A12 + λ 2 A2 = ( λ1 − λ 2 ) A12 + λ 2 = ( λ 2 − λ1 ) A2 + λ1 2 2 2  b   b  •Gi s m sin x + n cos x = p  sin x + cos x  + q  sin x + cos x  , ∀x  a − λ1   a − λ2  p + q = m  bm − n ( a − λ2 ) bm − n ( a − λ1 ) ⇔  p q n ⇔ p= b λ −λ ( a − λ1 ) ;q = ( a − λ2 )  + = ( 2 1) b ( λ1 − λ2 )  a − λ1 a − λ2 b m sin x + n cos x − pdu1 −qdu2 J= ∫ a ( sin x) 2 + 2b sin x cos x + c ( cos x) 2 dx = ∫ (λ − λ ) A 1 2 2 1 + λ2 + ∫ (λ 2 − λ1 ) A2 + λ1 2 dA1 dA2 = − p 1 + b2 k12 ∫ ( λ −λ ) A − q 1 + b2 k2 ∫ (λ 2 1 2 2 1 + λ2 2 − λ1 ) A2 + λ1 2 184