Xét sự hội tụ của tích phân:
I= \(\int_1^{+\infty}dx\dfrac{1}{^5x+2x}\)ʃ
Xét tính hội tụ phân kỳ của tích phân:
I = \(\int\limits^{+\text{∞}}_1\dfrac{x^2-1}{x^4+1}dx\)
\(f\left(x\right)=\dfrac{x^2-1}{x^4+1}\) dương trên miền đã cho
Ta có: \(\dfrac{x^2-1}{x^4+1}\sim\dfrac{x^2}{x^4}=\dfrac{1}{x^2}\) khi \(x\rightarrow+\infty\)
Mà \(\int\limits^{+\infty}_1\dfrac{dx}{x^2}\) hội tụ nên \(\int\limits^{+\infty}_1\dfrac{x^2-1}{x^4+1}dx\) hội tụ
Xét sự hội tụ của tích phân suy rộng sau:
I =\(\int\limits^{+\infty}_0\dfrac{x+1}{\left(x^2+1\right)\sqrt{x^3+1}}dx\)
Ta có:
\(I=\int\limits^1_0\dfrac{x+1}{\left(x^2+1\right)\sqrt{x^3+1}}dx+\int\limits^{+\infty}_1\dfrac{x+1}{\left(x^2+1\right)\sqrt{x^3+1}}dx=I_1+I_2\)
Do hàm \(f\left(x\right)=\dfrac{x+1}{\left(x^2+1\right)\sqrt{x^3+1}}\) liên tục và xác định trên \(\left[0;1\right]\) nên \(I_1\) là 1 tích phân xác định hay \(I_1\) hội tụ
Xét \(I_2\) , ta có \(f\left(x\right)=\dfrac{x+1}{\left(x^2+1\right)\sqrt{x^3+1}}>0\) với mọi \(x\ge1\)
Đặt \(g\left(x\right)=\dfrac{1}{x^2\sqrt{x}}\)
\(\lim\limits_{x\rightarrow+\infty}\dfrac{f\left(x\right)}{g\left(x\right)}=\dfrac{\left(x+1\right)x^2\sqrt{x}}{\left(x^2+1\right)\sqrt{x^3+1}}=1\) (1)
\(\int\limits^{+\infty}_1g\left(x\right)dx=\int\limits^{+\infty}_1\dfrac{1}{x^2\sqrt{x}}dx\) hội tụ do \(\alpha=\dfrac{5}{2}>1\) (2)
(1);(2) \(\Rightarrow I_2\) hội tụ
\(\Rightarrow I\) hội tụ
Khảo sát sự hội tụ phân kỳ của tích phân suy rộng
\(\int\limits^{\infty}_0\dfrac{\ln\left(\sqrt[3]{1+\dfrac{3}{4}x^{200}}\right)}{x^2}dx\)
Tính các tích phân sau:
a) \(\int_0^1x^3\sqrt{1-x^2}dx\)
b) \(\int_1^2\dfrac{dx}{x^2-2x+2}\)
c) \(\int_1^2\dfrac{dx}{\sqrt{4-x^2}}\)
d) \(\int_0^1x\sqrt{x^2+1}dx\)
a.
Đặt \(\sqrt{1-x^2}=u\Rightarrow x^2=1-u^2\Rightarrow xdx=-udu\)
\(\left\{{}\begin{matrix}x=0\Rightarrow u=1\\x=1\Rightarrow u=0\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow I=\int\limits^0_1\left(1-u^2\right).u.\left(-udu\right)=\int\limits^1_0\left(u^2-u^4\right)du=\left(\dfrac{1}{3}u^3-\dfrac{1}{5}u^5\right)|^1_0\)
\(=\dfrac{2}{15}\)
b.
\(\int\limits^2_1\dfrac{dx}{x^2-2x+2}=\int\limits^2_1\dfrac{dx}{\left(x-1\right)^2+1}\)
Đặt \(x-1=tanu\Rightarrow dx=\dfrac{1}{cos^2u}du\)
\(\left\{{}\begin{matrix}x=1\Rightarrow u=0\\x=2\Rightarrow u=\dfrac{\pi}{4}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow I=\int\limits^{\dfrac{\pi}{4}}_0\dfrac{1}{tan^2u+1}.\dfrac{1}{cos^2u}du=\int\limits^{\dfrac{\pi}{4}}_0\dfrac{cos^2u}{cos^2u}du=\int\limits^{\dfrac{\pi}{4}}_0du\)
\(=u|^{\dfrac{\pi}{4}}_0=\dfrac{\pi}{4}\)
c.
\(\int\limits^2_1\dfrac{dx}{\sqrt{4-x^2}}\)
Đặt \(x=2sinu\Rightarrow dx=2cosu.du\)
\(\left\{{}\begin{matrix}x=1\Rightarrow u=\dfrac{\pi}{6}\\x=2\Rightarrow u=\dfrac{\pi}{2}\end{matrix}\right.\)
\(I=\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_{\dfrac{\pi}{6}}\dfrac{2cosu.du}{\sqrt{4-4sin^2u}}=\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_{\dfrac{\pi}{6}}\dfrac{2cosu.du}{2cosu}=\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_{\dfrac{\pi}{6}}du\)
\(=u|^{\dfrac{\pi}{2}}_{\dfrac{\pi}{6}}=\dfrac{\pi}{3}\)
Xét sự hội tụ tích phân suy rộng loại 2:
1
ʃ ( lnx/1-x2) dx
0
Tính tích phân \(I=\int_1^e\dfrac{xln^2x}{\left(lnx+1\right)^2}dx\)
\(I=\int\limits^e_1x^2.ln^2x.\dfrac{1}{x\left(lnx+1\right)^2}dx\)
Đặt \(\left\{{}\begin{matrix}u=x^2ln^2x\\dv=\dfrac{1}{x\left(lnx+1\right)^2}dx\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}du=2x.lnx\left(lnx+1\right)\\v=-\dfrac{1}{lnx+1}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow I=-\dfrac{x^2ln^2x}{lnx+1}|^e_1+\int\limits^e_12x.lnxdx=-\dfrac{e^2}{2}+I_1\)
Xét \(I_1\), đặt \(\left\{{}\begin{matrix}u=lnx\\dv=2xdx\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}du=\dfrac{dx}{x}\\v=x^2\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow I_1=x^2lnx|^e_1-\int\limits^e_1xdx=...\)
+∞∫ x (ln^3x)/x dx xét sự hội tụ hay phân kì của tích phân suy rộng
0
Đề bài là: \(\int\limits^{+\infty}_0\dfrac{ln^3x}{x}dx\) hay \(\int\limits^{+\infty}_0\dfrac{x.\left(ln^3x\right)}{x}dx\) nhỉ?
Nhìn cái đề vô lý quá, sao ko rút gọn x luôn cho rồi? Nó là cái tích phân thứ nhất thì hợp lý hơn?
\(\int_1^2\dfrac{x^2+2x-1}{x+1}dx\)
\(I=\int\limits^2_1\dfrac{\left(x+1\right)^2-2}{x+1}dx=\int\limits^2_1\left(x+1-\dfrac{2}{x+1}\right)dx\)
\(=\left(\dfrac{x^2}{2}+x-2ln\left|x+1\right|\right)|^2_1=\dfrac{5}{2}-2ln\dfrac{3}{2}\)
1/ I=\(\int_{-2}^2\left|x^2-1\right|dx\)
2/ I= \(\int_1^e\sqrt{x}.lnxdx\)
3/ I= \(\int_0^{\dfrac{\pi}{2}}\left(e^{sinx}+cosx\right)cosxdx\)
4/ I= \(\int_0^{\dfrac{pi}{2}}\dfrac{sin2x}{\sqrt{cos^2x+4sin^2x}}dx\)
5/ I= \(\int_0^{\dfrac{\pi}{4}}\sqrt{2}cos\sqrt{x}dx\)
6/ I= \(\int_1^{\sqrt{e}}\dfrac{1}{x\sqrt{1-ln^2x}}dx\)
7/ I= \(\int_{-\dfrac{\pi}{4}}^{\dfrac{\pi}{4}}\dfrac{sin^6x+cos^6x}{6^x+1}dx\)
Nhìn đề dữ dội y hệt cr của tui z :( Để làm từ từ
Lập bảng xét dấu cho \(\left|x^2-1\right|\) trên đoạn \(\left[-2;2\right]\)
x | -2 | -1 | 1 | 2 |
\(x^2-1\) | 0 | 0 |
\(\left(-2;-1\right):+\)
\(\left(-1;1\right):-\)
\(\left(1;2\right):+\)
\(\Rightarrow I=\int\limits^{-1}_{-2}\left|x^2-1\right|dx+\int\limits^1_{-1}\left|x^2-1\right|dx+\int\limits^2_1\left|x^2-1\right|dx\)
\(=\int\limits^{-1}_{-2}\left(x^2-1\right)dx-\int\limits^1_{-1}\left(x^2-1\right)dx+\int\limits^2_1\left(x^2-1\right)dx\)
\(=\left(\dfrac{x^3}{3}-x\right)|^{-1}_{-2}-\left(\dfrac{x^3}{3}-x\right)|^1_{-1}+\left(\dfrac{x^3}{3}-x\right)|^2_1\)
Bạn tự thay cận vô tính nhé :), hiện mình ko cầm theo máy tính
2/ \(I=\int\limits^e_1x^{\dfrac{1}{2}}.lnx.dx\)
\(\left\{{}\begin{matrix}u=lnx\\dv=x^{\dfrac{1}{2}}\end{matrix}\right.\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}du=\dfrac{dx}{x}\\v=\dfrac{2}{3}.x^{\dfrac{3}{2}}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow I=\dfrac{2}{3}.x^{\dfrac{3}{2}}.lnx|^e_1-\dfrac{2}{3}\int\limits^e_1x^{\dfrac{1}{2}}.dx\)
\(=\dfrac{2}{3}.x^{\dfrac{3}{2}}.lnx|^e_1-\dfrac{2}{3}.\dfrac{2}{3}.x^{\dfrac{3}{2}}|^e_1=...\)
3/ \(I=\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_0e^{\sin x}.\cos x.dx+\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_0\cos^2x.dx\)
Xét \(A=\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_0e^{\sin x}.\cos x.dx\)
\(t=\sin x\Rightarrow dt=\cos x.dx\Rightarrow A=\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_0e^t.dt=e^{\sin x}|^{\dfrac{\pi}{2}}_0\)
Xét \(B=\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_0\cos^2x.dx\)
\(=\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_0\dfrac{1+\cos2x}{2}.dx=\dfrac{1}{2}.\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_0dx+\dfrac{1}{2}\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_0\cos2x.dx\)
\(=\dfrac{1}{2}x|^{\dfrac{\pi}{2}}_0+\dfrac{1}{2}.\dfrac{1}{2}\sin2x|^{\dfrac{\pi}{2}}_0\)
I=A+B=...