Tích phân - Giải tích toán lớp 12

1. Khái niệm tích phân

Định nghĩa 

Cho hàm số \(f(x)\) liên tục trên đoạn \([a;b]\). Giả sử \(F(x)\) là một nguyên hàm của hàm số \(f(x)\) trên đoạn \([a;b]\).

Hiệu số \(F(b)-F(a)\) được gọi là tích phân từ \(a\) đến \(b\) (hay tích phân xác định trên đoạn \([a;b]\) của hàm số \(f(x)\) ).

                                                         Kí hiệu là : 

                         Vậy \(\int_a^b f(x)dx =F(x)\mid_a^b= F(b)-F(a)\)

        Ta gọi \(\int_a ^b\) là dấu tích phân, \(a\) là cận dưới, \(b\) là cận trên, \(f(x)dx\) là biểu thức dưới dấu tích phân, \(f(x)\) là hàm số dưới dấu tích phân.

Chú ý

     Trong trường hợp \(a=b\) hoặc \(a>b\), ta quy ước

                                                          \(\int_a^a f(x)dx=0\)\(\int _a^b f(x)dx= -\int _b^a f(x)dx\)

Ý nghĩa hình học của tích phân

     Nếu hàm số \(f(x)\) liên tục và không âm trên đoạn \([a;b]\), thì tích phân \(​\int_a^bf(x)dx\) là diện tích \(S\) của hình thang cong giới hạn bởi đồ thị của \(f(x)\), trục \(Ox\) và hai đường thẳng \(x=a, x=b\). Vậy

                                                                     \(S=​\int_a^bf(x)dx\)

2. Tính chất của tích phân

Tính chất 1

                   \(\int_a^b kf(x)dx=k\int_a^bf(x)dx\)

Tính chất 2

                   \(\int_a^b[f(x)\pm g(x)]dx=\int_a^bf(x)dx\pm \int_a^bg(x)dx\)

Tính chất 3

                   \(\int_a^bf(x)dx=\int_a^cf(x)dx+\int_c^bf(x)dx\)       \((a < c< b)\)

3. Phương pháp tính tích phân

3.1. Phương pháp đổi biến số

     Cho hàm số \(f(x)\) liên tục trên đoạn \([a;b]\). Giả sử hàm số \(x=u(t)\) có đạo hàm liên tục trên đoạn \([\alpha; \beta]\) sao cho \(u(\alpha)=a, u(\beta)=b\) và \(a\leq u(t) \leq b\) với mọi \(t \in [\alpha; \beta]\).

                                                                                     Khi đó \(\int_a^bf(x)dx= \int_\alpha ^\beta f(u(t))u'(t)dt\)

3.2. Phương pháp tính tích phân từng phần

Định lí

     Nếu \(u=u(x)\) và \(v=v(x)\) là hai hàm số có đạo hàm liên tục trên đoạn \([a;b]\), thì :

                                                           \(\int_a^b u(x)v'(x)dx=(u(x)v(x))\mid_a^b -\int_a^bu'(x)v(x)dx\)

                                                    hay \(\int_a^b udv=uv\mid_a^b-\int_a^bvdu\)

 

+ Mở rộng xem đầy đủ