Câu 1. Cho hàm số f x có đạo hàm liên tục trên 0;1, thỏa 2 f x3 f 1 x 1 x2 . Giá trị của tích phân
Câu 2. Cho hàm số f x có đạo hàm liên tục trên 0;1, thỏa mãn f 0 f 1 1. Biết rằng
Tính Q a2018 b2018.
Chọn B.
Câu 3. Cho các hàm số y f x, y gx có đạo hàm liên tục trên 0;2 và thỏa mãn
Lời giải. Ta có
1 TÍCH PHÂN VẬN DỤNG CAO TRONG ĐỀ THI THPT QUỐC GIA 2018 Vấn đề 1. Tính tích phân theo định nghĩa Câu 1. Cho hàm số f x có đạo hàm liên tục trên 0;1 , thỏa 22 3 1 1 .f x f x x Giá trị của tích phân 1 0 ' df x x bằng A. 0. B. 1 . 2 C. 1. D. 3 . 2 Lời giải. Ta có 1 1 0 0 d 1 0 .f x x f x f f Từ 2 2 02 0 3 1 1 5 2 3 1 1 . 32 1 3 0 0 1 5 ff f f x f x x f f f Vậy 1 0 3 2 ' d 1 0 1. 5 5 I f x x f f Chọn C. Câu 2. Cho hàm số f x có đạo hàm liên tục trên 0;1 , thỏa mãn 0 1 1.f f Biết rằng 1 0 d .xe f x f x x ae b Tính 2018 2018.Q a b A. 20172 1Q . B. 2Q . C. 0Q . D. 20172 1Q . Lời giải. Ta có 1 1 0 1 11 / 0 0 0 d d 1 0 1. f f x x xe f x f x x e f x x e f x ef f e Suy ra 20182018 2018 20181 1 1 2. 1 a Q a b b Chọn B. Câu 3. Cho các hàm số ,y f x y g x có đạo hàm liên tục trên 0;2 và thỏa mãn 2 0 ' d 2,f x g x x 2 0 ' d 3.f x g x x Tính tích phân 2 / 0 d .I f x g x x A. 1.I B. 1.I C. 5.I D. 6.I Lời giải. Ta có 2 2 / 0 0 d ' ' dI f x g x x f x g x f x g x x 2 2 0 0 ' d ' d 2 3 5.f x g x x f x g x x Chọn C. Câu 4. Cho hàm số y f x liên tục trên 0; và thỏa 2 0 d .sin x f t t x x . Tính 1 4 f . A. 1 . 4 2 f B. 1 1 . 4 2 f C. 1 1. 4 f D. 1 1 . 4 2 f Lời giải. Từ 2 0 d .sin x f t t x x , đạo hàm hai vế ta được 22 sin cos .xf x x x x Cho 1 2 x ta được 1 1 1 2. . sin cos 1 1. 2 4 2 2 2 4 f f Chọn C. Câu 5. Cho hàm số f x liên tục trên ;a với 0a và thỏa 2 d 6 2 x a f t t x t với mọi .x a Tính 4 .f A. 4 2.f B. 4 4.f C. 4 8.f D. 4 16.f Lời giải. Từ 2 d 6 2 x a f t t x t , đạo hàm hai vế ta được 2 1 . f x x x Suy ra 4 4 4 8.f x x x f Chọn C. 2 Vấn đề 2. Kỹ thuật đổi biến Câu 6. Cho 2017 0 d 2f x x . Tính tích phân 2017 1 2 2 0 . ln 1 d . 1 e x I f x x x A. 1.I B. 2.I C. 4.I D. 5.I Lời giải. Đặt 2ln 1 ,t x suy ra 2 2 2 d d d d . 21 1 x x x x t t x x Đổi cận: 2017 0 0 . 1 2017 x t x e t Khi đó 2017 2017 0 0 1 1 1 d d .2 1. 2 2 2 I f t t f x x Chọn A. Câu 7. Cho hàm số f x liên tục trên và 9 2 1 0 d 4, sin cos d 2. f x x f x x x x Tính tích phân 3 0 d .I f x x A. 2.I B. 6.I C. 4.I D. 10.I Lời giải. Xét 9 1 d 4. f x x x Đặt 2 ,t x t x suy ra 2 d d .t t x Đổi cận 1 1 . 9 3 x t x t Suy ra 9 3 3 1 1 1 4 d 2 2d d 2. f x x f t t f t t x Xét 2 0 sin cos d 2.f x x x Đặt sin ,u x suy ra d cos d .u x x Đổi cận 0 0 . 1 2 x u x u Suy ra 12 0 0 2 sin cos d d .f x x x f t t Vậy 3 1 3 0 0 1 d d d 4.I f x x f x x f x x Chọn C. Câu 8. Cho hàm số f x liên tục trên và 1 24 2 0 0 tan d 4, d 2. 1 x f x f x x x x Tính tích phân 1 0 d .I f x x A. 6.I B. 2.I C. 3.I D. 1.I Lời giải. Xét 4 0 tan d 4.f x x Đặt tan ,t x suy ra 22 2 1 d d d tan 1 d d . cos 1 t t x x x x x t Đổi cận: 0 0 . 1 4 x t x t Khi đó 1 14 2 2 0 0 0 4 tan d d d . 1 1 f t f x f x x t x t x Từ đó suy ra 1 1 1 2 2 2 0 0 0 d d d 4 2 6. 1 1 f x x f x I f x x x x x x Chọn A. Câu 9. Cho hàm số f x liên tục trên và thỏa mãn 4 2 0 tan . cos d 1,x f x x 2 2ln d 1. ln e e f x x x x Tính tích phân 2 1 4 2 d . f x I x x A. 1.I B. 2.I C. 3.I D. 4.I Lời giải. ● Xét 4 2 0 tan . cos d 1A x f x x . Đặt 2cos .t x 3 Suy ra 2 d d 2 sin cos d 2 cos tan d 2 .tan d tan d . 2 t t x x x x x x t x x x x t Đổi cận: 0 1 .1 4 2 x t x t Khi đó 1 1 1 12 1 1 11 2 2 2 1 1 1 1 d d d d 2. 2 2 2 f t f t f x f x A t t x x t t x x ● Xét 2 2ln d 1. ln e e f x B x x x Đặt 2ln .u x Suy ra 22 ln 2 ln 2 d du d d d d . ln ln ln 2 x x u x u x x x x x x x x x x u Đổi cận: 2 1 . 4 x e u x e u Khi đó 4 4 4 1 1 1 1 1 1 d d d 2. 2 2 f u f x f x B u x x u x x ● Xét tích phân cần tính 2 1 2 2 d . f x I x x Đặt 2 ,v x suy ra 1 d d 2 . 2 x v v x Đổi cận: 1 1 .4 2 2 4 x v x v Khi đó 4 4 1 4 1 1 1 1 2 2 2 d d d d 2 2 4. f v f x f x f x I v x x x v x x x Chọn D. Câu 10. Cho hàm số y f x xác định và liên tục trên 1 ;2 , 2 thỏa 2 2 1 1 2.f x f x x x Tính tích phân 2 2 1 2 d . 1 f x I x x A. 3 . 2 I B. 2.I C. 5 . 2 I D. 3.I Lời giải. Đặt 1 ,x t suy ra 2 1 d d .x t t Đổi cận: 1 2 2 . 1 2 2 x t x t Khi đó 1 2 22 2 2 2 1 12 2 2 2 1 1 1 1 . d d d . 1 1 11 f f f t t x I t t x t t x t Suy ra 22 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 d d d d 1 1 1 1 f f x f xf x x x xI x x x x x x x x 2 22 2 12 2 21 1 2 2 1 1 1 3 d 1 d 3 . 2 x x x x I xx x Chọn A. 4 Câu 11. Cho hàm số f x liên tục trên và thỏa 2 2cos 2f x f x x với mọi x . Tính 3 2 3 2 dI f x x . A. 6I . B. 0I . C. 2I . D. 6I . Lời giải. Đặt d d .t x x t Đổi cận: 3 3 2 2 . 3 3 2 2 x t x t Khi đó 3 3 3 2 2 2 3 3 3 2 2 2 d d d .I f t t f t t f x x Suy ra 3 3 3 2 2 2 CASIO 3 3 3 2 2 2 2 d 2 2 cos2 d 2 cos d 12 6.I f t f t t t t t t I Chọn D. Câu 12. Cho hàm số y f x xác định và liên tục trên , thỏa 5 4 3 2 1f x x x với mọi .x Tích phân 8 2 df x x bằng A. 2. B. 10. C. 32 . 3 D. 72. Lời giải. Đặt 5 4 3,x t t suy ra 4d 5 4 d .x t t Đổi cận 2 1 . 8 1 x t x t Khi đó 8 1 1 5 4 4 2 1 1 d 4 3 5 4 d 2 1 5 4 d 10.f x x f t t t t t t t Chọn B. Câu 13. Cho các hàm số ,f x g x liên tục trên 0;1 , thỏa . . 1m f x n f x g x với ,m n là số thực khác 0 và 1 1 0 0 d d 1.f x x g x x Tính .m n A. 0.m n B. 1 . 2 m n C. 1.m n D. 2.m n Lời giải. Từ giả thiết . . 1m f x n f x g x , lấy tích phân hai vế ta được 1 1 0 0 . . 1 d ( )dm f x n f x x g x x Suy ra 1 0 1 d 1m n f x x (do 1 1 0 0 d d 1f x x g x x ). 1 Xét tích phân 1 0 1 d .f x x Đặt 1t x , suy ra d d .t x Đổi cận: 0 1 . 1 0 x t x t Khi đó 1 0 1 1 0 1 0 0 1 d d d d 1.f x x f t t f t t f x x 2 Từ 1 và 2 , suy ra 1m n . Chọn C. Câu 14. Cho hàm số f x xác định và liên tục trên 0;1 , thỏa mãn ' ' 1f x f x với mọi 0;1 .x Biết rằng 0 1, 1 41.f f Tính tích phân 1 0 d .I f x x A. 41.I B. 21.I C. 41.I D. 42.I Lời giải. Ta có ' ' 1 1 .f x f x f x f x C Suy ra 0 1, 1 41.0 1 42.f ff f C C Suy ra 1 42 1 42f x f x f x f x 1 1 0 0 1 d 42d 42.f x f x x x 1 5 Vì 1 1 0 0 ' ' 1 d 1 d .f x f x f x x f x x 2 Từ 1 và 2 , suy ra 1 1 0 0 d 1 d 21.f x x f x x Chọn B. Câu 15. Cho hàm số y f x liên tục trên và thỏa mãn 3f x f x x với mọi .x Tính 2 0 d .I f x x A. 4 . 5 I B. 4 . 5 I C. 5 . 4 I D. 5 . 4 I Lời giải. Đặt u f x , ta thu được 3 .u u x Suy ra 23 1 d d .u u x Từ 3u u x , ta đổi cận 0 0 . 2 1 x u x u Khi đó 1 2 0 5 3 1 d . 4 I u u u Chọn D. Cách khác. Nếu bài toán cho f x có đạo hàm liên tục thì ta làm như sau: Từ giả thiết 3 3 3 0 0 0 0 0 . 2 12 2 2 f f f f x f x x ff f * Cũng từ giả thiết 3f x f x x , ta có 3' . ' . . ' .f x f x f x f x x f x Lấy tích phân hai vế 2 2 3 0 0 ' . ' . d . ' df x f x f x f x x x f x x 4 2 2 22 2 * 0 0 0 0 5 d d . 4 2 4 f x f x xf x f x x f x x Vấn đề 3. Kỹ thuật tích phân từng phần Câu 16. Cho hàm số f x thỏa mãn 3 0 . . d 8f xx f x e x và 3 ln3f . Tính 3 0 d .f xI e x A. 1.I B. 11.I C. 8 ln 3.I D. 8 ln 3.I Lời giải. Đặt d d . d . d f x f x u x u x v f x e x v e Khi đó 3 33 0 0 0 . . d . d . f x f x f x x f x e x x e e x Suy ra 3 3 3 0 0 8 3. d d 9 8 1. f f x f x e e x e x Chọn A. Câu 17. Cho hàm số f x có đạo hàm liên tục trên 0; , 2 thỏa mãn 2 2 0 ' cos d 10f x x x và 0 3.f Tích phân 2 0 sin 2 df x x x bằng A. 13.I B. 7.I C. 7.I D. 13.I Lời giải. Xét 2 2 0 ' cos d 10f x x x , đặt 2 2 d sin 2 dcos . d ' cos d u x xu x v f xv f x x x Khi đó 2 2 2 2 2 0 0 0 10 ' cos d cos sin 2 df x x x xf x f x x x ... 9 22 g x g x g x f x g x g x Suy ra 0 0 0 0 ' 3 3 3 3 d d , 0;1 0 1. 2 2 2 22 t t t tg x x x t g x x g t g t g t t g x Do đó 1 1 0 0 3 7 d 1 d . 2 4 g x x x x Chọn B. Câu 111. Cho hàm số f x nhận giá trị không âm và liên tục trên đoạn 0;1 , thỏa mãn 0 2018 2 d x f x f t t với mọi 0;1 .x Biết giá trị lớn nhất của tích phân 1 0 df x x có dạng 2ae b với , .a b Tính .a b A. 0. B. 1009. C. 2018. D. 2020. Lời giải. Đặt 0 2018 2 d , x g x f t t ta có 0 2018 ' 2 g g x f x và 0, 0;1 .g x x Theo giả thiết ' ' 2. 2 g x g x g x f x g x g x Suy ra 0 0 0 0 ' d 2d , 0;1 ln 2 t t t tg x x x t g x x g x 2ln ln 0 2 ln 2 ln 2018 2018. tg t g t g t t g t e Do đó 1 1 1 1 2 2 2 0 0 0 0 d d 2018 d 1009 1009 1009.x xf x x g x x e x e e Chọn A. Câu 112. Cho hàm số f x nhận giá trị không âm và liên tục trên đoạn 0;1 . Đặt 2 0 1 d . x g x f t t Biết 22g x xf x với mọi 0;1x , tích phân 1 0 dg x x có giá trị lớn nhất bằng A. 1. B. 1.e C. 2. D. 1.e Lời giải. Từ giả thiết 2 0 1 d , x g x f t t ta có 2 0 1 ' 2 g g x xf x và 0, 0;1 .g x x Theo giả thiết 2 ' 2 ' 1. g x g x xf x g x g x g x Suy ra 0 0 0 0 ' d 1d , 0;1 ln t t t tg x x x t g x x g x ln ln 0 ln .tg t g t g t t g t e Do đó 1 1 0 0 d d 1.xg x x e x e Chọn B. Nhận xét. Gọi F t là một nguyên hàm của hàm số f t trên đoạn 20; .x Khi đó 2 / /2 2 2 / 2 2 0 1 1 0 ' 2 . x g x F t F x F g x F x x F x xf x Câu 113. Cho hàm số f x có đạo hàm liên tục trên 0;1 , thỏa ' 0, 0;1 .f x f x x Giá trị lớn nhất của biểu thức 1 0 1 0 . df x f x bằng A. 1. B. 1 . e e C. 1 . e e D. 1.e Lời giải. Từ giả thiết ' 0, 0;1f x f x x ta có ' 1, 0;1 . f x x f x Suy ra 0 0 0 0 ' d 1d , 0;1 ln ln ln 0 0 . t t t t t f x x x t f x x f t f t f t f e f x 40 Do đó 1 1 0 0 1 1 1 0 . d d . x e f x x f x ee Chọn B. Câu 114. Cho hàm số f x liên tục trên 0; , thỏa mãn 0 0 d cos d 1.f x x xf x x Giá trị nhỏ nhất của tích phân 2 0 df x x bằng A. 2 . B. 3 . C. 4 . D. 3 . 2 Lời giải. Theo Holder 2 2 2 2 2 0 0 0 0 1 cos d cos d . d . d . 2 xf x x x x f x x f x x Suy ra 2 0 2 d .f x x (Đến đây bạn đọc có thể chọn A) Dấu '' '' xảy ra khi cosf x k x thay vào 0 d 1f x x ta được 0 0 0 1 d cos d .sin 0.f x x k x x k x Điều này hoàn toàn vô lý. Lời giải đúng. Ta có 0 0 0 0 cos d d cos d 1 d a a xf x x f x x xf x x b bf x x với 2 2 , . 0 a b a b Theo Holder 2 2 2 2 0 0 0 cos d cos d d .a b a x b f x x a x b x f x x Lại có 2 2 2 0 1 cos d 2 . 2 a x b x a b Từ đó suy ra 2 2 2 2 0 2 d 2 a b f x x a b với mọi , a b và 2 2 0.a b Do đó 2 2 2 2 0 2 3 d .max . 2 a b f x x a b Chọn B. Nhận xét: Ta nhân thêm , a b vào giả thiết được gọi là phương pháp biến thiên hằng số. Cách tìm giá trị lớn nhất của 2 2 22 a b P a b ta làm như sau: Nếu 0 1.b P (chính là đáp án sai mà mình đã làm ở trên) Nếu 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 0 . 2 2 2 a t b a a a b t tb b b P a b ta b Tới đây ta khảo sát hàm số hoặc dùng MODE 7 dò tìm. Kết quả thu được GTLN của P bằng 3 2 khi 2 2 2 . a t a b b Vậy dấu '' '' để bài toán xảy ra khi 2 2cos 1 a b f x b x thay ngược lại điều kiện, ta được 0 1 2 cos 1 2 cos 1 d 1 . x b x x b f x Lúc này 2 0 0 2cos 1 3 d d . x f x x x 41 Cách khác. Đưa về bình phương Hàm dưới dấu tích phân là 2 , , cosf x f x xf x nên ta liến kết với 2 cos .f x x Với mỗi số thực , ta có 2 22 0 0 0 0 cos d 2 cos d cos df x x f x x x f x x x x 2 2 2 0 d 2 . 2 f x x Ta cần tìm , sao cho 2 22 2 đạt giá trị nhỏ nhất. Ta có 2 2 2 2 2 1 3 32 . 2 2 Vậy với 2 1 ; thì ta có 2 2 0 0 2 1 3 cos d .f x x f x x Suy ra 2 2 0 0 2 1 3 3 d cos .f x x f x x Dấu '' '' xảy ra khi 2 cos 1 . x f x Câu 115. Cho hàm số f x liên tục trên 0; , thỏa mãn 0 0 sin d cos d 1.xf x x xf x x Giá trị nhỏ nhất của tích phân 2 0 df x x bằng A. 2 . B. 3 . C. 4 . D. 3 . 2 Lời giải. Liên kết với bình phương 2 sin cos .f x x x Ta có 2 0 sin cos df x x x x 2 2 0 0 0 2 2 2 0 d 2 sin cos d sin cos d d 2 . 2 2 f x x x x f x x x x x f x x Phân tích 2 22 2 2 2 4 2 . 2 2 2 2 Chọn C. Câu 116. Cho hàm số f x liên tục trên 0;1 , thỏa mãn 1 1 0 0 d d 1.xf x x e f x x Gọi m là giá trị nhỏ nhất của tích phân 1 2 0 d .f x x Mệnh đề nào sau đây đúng? A. 0 1.m B. 1 2.m C. 2 3.m D. 3 4.m Lời giải. Từ giả thiết, ta có 1 0 1 0 d . d xa ae f x x b bf x x Theo Holder 21 1 1 22 2 0 0 0 d d d .x xa b ae b f x x ae b x f x x Lại có 42 1 1 2 2 2 2 2 2 2 0 0 1 d 2 d 1 2 1 . 2 x x xae b x a e abe b x e a e ab b Suy ra 21 2 2 2 2 0 d 1 1 2 1 2 a b f x x e a e ab b với mọi , a b và 2 2 0.a b Do đó 21 2 2 2 2 0 1 1 d max 1 3,1316. 1 3 11 2 1 2 a b f x x e ee a e ab b Chọn D. Câu 117. Cho hàm số f x liên tục trên 0;1 thỏa mãn 1 1 0 0 d d 1.f x x x f x x Giá trị nhỏ nhất của tích phân 1 2 0 df x x bằng A. 2 . 3 B. 1. C. 8 . 3 D. 3. Lời giải. Từ giả thiết, ta có 1 0 1 0 d . d a a x f x x b bf x x Theo Holder 21 1 1 22 2 0 0 0 d d . d .a b a x b f x x a x b x f x x Lại có 1 22 2 0 4 d . 2 3 a ab a x b x b Suy ra 21 2 2 20 d 4 2 3 a b f x x a ab b với mọi , a b và 2 2 0.a b Do đó 21 2 2 20 d max 3. 4 2 3 a b f x x a ab b Chọn D. Cách 2. Liên kết với bình phương 2 .f x x Ta có 2 0 df x x x 22 0 0 0 2 2 2 0 d 2 d d 4 d 2 . 2 3 f x x x f x x x x f x x Phân tích 22 224 2 12 1 6 3. 2 3 3 18 Câu 118. Cho hàm số y f x có đạo hàm liên tục trên 1;2 , thỏa 2 3 1 d 31.x f x x Giá trị nhỏ nhất của tích phân 2 4 1 df x x bằng A. 961. B. 3875. C. 148955. D. 923521. Lời giải. Ta có áp dụng hai lần liên tiếp bất đẳng thức Holder ta được 43 24 2 2 2 32 2 2 2 2 2 4 3 2 4 2 2 4 4 1 1 1 1 1 1 31 d . d d d d d .x f x x x xf x x x x x f x x x x f x x Suy ra 2 4 4 32 1 4 1 31 d 3875. d f x x x x Dấu '' '' xảy ra khi f x kx nên 2 4 2 1 d 31 5 5 .k x x k f x x Chọn B. Câu 119. Cho hàm số f x liên tục và có đạo hàm đến cấp 2 trên 0;2 thỏa 0 2 1 2 1.f f f Giá trị nhỏ nhất của tích phân 2 2 0 '' df x x bằng A. 2 . 3 B. 3 . 2 C. 4 . 5 D. 5 . 4 Lời giải. Ta có 21 1 1 1 Holder2 22 0 0 0 0 '' d 3 d . '' d 3 . '' df x x x x f x x x f x x d '' d 2 3 ' 1 0 1 ; u x v f x x f f f 2 2 2 2 Holder2 22 1 1 1 1 '' d 3 2 d . '' d 3 2 . '' d 2f x x x x f x x x f x x 2 d '' d 2 3 ' 1 2 1 . u x v f x x f f f Suy ra 2 2 2 2 0 '' d 3 ' 1 0 1 3 ' 1 2 1f x x f f f f f f 2 0 2 1 2 3 3. . 2 2 f f f Chọn B. Nhận xét: Lời giải trên sử dụng bất đẳng thức ở bước cuối là 2 2 2 . 2 a b a b Câu 120. Cho hàm số f x có đạo hàm trên 1;3 và 1 0,f 1;3 max 10.f x Giá trị nhỏ nhất của tích phân 3 2 1 ' df x x bằng A. 1. B. 5. C. 10. D. 20. Lời giải. Vì 0 1;3 max 10 1;3f x x sao cho 0 10f x 1 0 0 1;3 f x sao cho 0 10.f x Theo Holder 0 0 0 0 2 2 22 0 1 1 1 1 ' d 1 d . ' d 1 . ' d . x x x x f x x x f x x x f x x Mà 0 0 2 2 2 0 1 1 ' d 1 10. x x f x x f x f x f Từ đó suy ra 0 2 01 10 ' d 1 x f x x x 03 2 2 01 1 10 10 ' d ' d 1 3 1 x f x x f x x x . Chọn B.
Tài liệu đính kèm: