Giải Toán 12 Bài 3 Cánh Diều: Tích phân Chi Tiết Chuẩn LaTeX

Rate this post

Tích phân là một trong những công cụ toán học mạnh mẽ, đóng vai trò nền tảng trong nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật. Trong chương trình Toán 12, giải toán lớp 12 bài tích phân mở ra những hiểu biết sâu sắc về diện tích, thể tích, quãng đường và nhiều ứng dụng thực tế khác. Bài viết này sẽ tập trung vào việc cung cấp lời giải chi tiết, chuẩn xác cho các bài tập về tích phân trong sách giáo khoa Toán 12, Cánh Diều, giúp học sinh nắm vững kiến thức và áp dụng hiệu quả.

Đề Bài

Câu hỏi khởi động trang 17 Toán 12 Tập 2: Họa sĩ thiết kế logo hình con cá cho một doanh nghiệp kinh doanh hải sản. Logo là hình phẳng giới hạn bởi hai parabol với các kích thước được cho trong Hình 3 (đơn vị trên mỗi trục tọa độ là decimét).

Câu hỏi khởi động trang 17 Toán 12 Cánh diều Tập 2 | Giải Toán 12Câu hỏi khởi động trang 17 Toán 12 Cánh diều Tập 2 | Giải Toán 12

Làm thế nào để tính diện tích của logo?

Hoạt động 1 trang 17 Toán 12 Tập 2: Cho hàm số y = f(x) = x^2. Xét hình phẳng (được tô màu) gồm tất cả các điểm M(x; y) trên mặt phẳng tọa độ sao cho 1 \le x \le 20 \le y \le x^2 (Hình 4). Hình phẳng đó được gọi là hình thang cong AMNB giới hạn bởi đồ thị của hàm số f(x) = x^2, trục Ox và hai đường thẳng x = 1, x = 2.

Hoạt động 1 trang 17 Toán 12 Cánh diều Tập 2 | Giải Toán 12Hoạt động 1 trang 17 Toán 12 Cánh diều Tập 2 | Giải Toán 12

Chia đoạn [1; 2] thành n phần bằng nhau bởi các điểm chia: x_0 = 1, x_1 = 1 + \frac{1}{n}, x<em>2 = 1 + \frac{2}{n}, \ldots, x</em>{n-1} = 1 + \frac{n-1}{n}, x_n = 1 + \frac{n}{n} = 2 (Hình 5).

a) Tính diện tích T_0 của hình chữ nhật dựng trên đoạn [x_0; x_1] với chiều cao là f(x_0).
Tính diện tích T_1 của hình chữ nhật dựng trên đoạn [x_1; x_2] với chiều cao là f(x_1).
Tính diện tích T_2 của hình chữ nhật dựng trên đoạn [x_2; x_3] với chiều cao là f(x<em>2).

Tính diện tích T</em>{n-1} của hình chữ nhật dựng trên đoạn [x_{n-1}; x<em>n] với chiều cao là f(x</em>{n-1}).

Hoạt động 1 trang 17 Toán 12 Cánh diều Tập 2 | Giải Toán 12Hoạt động 1 trang 17 Toán 12 Cánh diều Tập 2 | Giải Toán 12

b) Đặt S_n = T_0 + T_1 + T<em>2 + \ldots + T</em>{n-1}. Chứng minh rằng:
S_n = \frac{1}{n} \cdot [f(x_0) + f(x_1) + f(x<em>2) + \ldots + f(x</em>{n-1})].
Tổng S_n gọi là tổng tích phân cấp n của hàm số f(x) = x^2 trên đoạn [1; 2].

Luyện tập 1 trang 19 Toán 12 Tập 2: Cho đồ thị hàm số y = f(x) = 2x (x in [0; 2]). Xét tam giác vuông OAB giới hạn bởi đồ thị của hàm số f(x) = 2x, trục Ox và đường thẳng x = 2.

a) Tính diện tích tam giác vuông OAB.
b) Giả sử F(x) là một nguyên hàm của f(x) = 2x trên đoạn [0; 2]. Tính F(2) - F(0). Từ đó hãy chứng tỏ rằng S_{\text{tam giác vuông OAB}} = F(2) - F(0).

Hoạt động 2 trang 20 Toán 12 Tập 2: Cho hàm số f(x) = x^2.

a) Chứng tỏ F(x) = \frac{x^3}{3}; G(x) = \frac{x^3}{3} + C là các nguyên hàm của hàm số f(x) = x^2.
b) Chứng minh rằng F(b) - F(a) = G(b) - G(a), tức là hiệu số F(b) - F(a) không phụ thuộc vào việc chọn nguyên hàm.

Luyện tập 2 trang 20 Toán 12 Tập 2: Tính int_0^\pi \cos u , du.

Hoạt động 3 trang 21 Toán 12 Tập 2: So sánh int_0^1 2x , dx2int_0^1 x , dx.

Luyện tập 3 trang 21 Toán 12 Tập 2: Cho int_0^\pi \sin x , dx = 2. Tính int_0^{\frac{\pi}{4}} \frac{4}{3} \sin x , dx.

Hoạt động 4 trang 21 Toán 12 Tập 2: So sánh:
\int<em>0^{\frac{\pi}{2}} \sin x , dx\int</em>{\frac{\pi}{2}}^{\pi} \sin x , dx.

Luyện tập 4 trang 22 Toán 12 Tập 2: Tính int_1^2 (x^3 - x) , dx.

Hoạt động 5 trang 22 Toán 12 Tập 2: So sánh int_0^1 2x , dx + int_1^2 2x , dxint_0^2 2x , dx.

Luyện tập 5 trang 22 Toán 12 Tập 2: Tính int_1^3 |x-2| , dx.

Luyện tập 6 trang 23 Toán 12 Tập 2: Tính:
int_0^{\frac{\pi}{2}} \sin^2 x \sin (2x) , dx.

Luyện tập 7 trang 23 Toán 12 Tập 2: Tính int_1^e \frac{7}{3x} , dx.

Luyện tập 8 trang 24 Toán 12 Tập 2: Tính:
int_0^{\frac{\pi}{3}} \frac{1}{\cos^2 x} , dx.

Luyện tập 9 trang 25 Toán 12 Tập 2: Tính:
int_1^{\sqrt{e}} \frac{\ln x}{x} , dx.

Bài 1 trang 26 Toán 12 Tập 2: Tích phân int_2^3 \frac{1}{x^2} , dx có giá trị bằng:
A. \frac{1}{6}
B. -\frac{1}{6}
C. \frac{5}{6}
D. -\frac{5}{6}

Bài 2 trang 26 Toán 12 Tập 2: Tích phân int_{\frac{\pi}{7}}^{\frac{\pi}{5}} \sin x , dx có giá trị bằng:
A. \cos \frac{\pi}{7} - \cos \frac{\pi}{5}
B. \cos \frac{\pi}{5} - \cos \frac{\pi}{7}
C. \sin \frac{\pi}{5} - \sin \frac{\pi}{7}
D. \sin \frac{\pi}{7} - \sin \frac{\pi}{5}

Bài 3 trang 26 Toán 12 Tập 2: Tích phân int_0^1 3^{x^2} x , dx có giá trị bằng:
A. -\frac{1}{\ln 3}
B. \frac{1}{\ln 3}
C. -1
D. 1

Bài 4 trang 26 Toán 12 Tập 2: Cho int_{-2}^3 f(x) , dx = -10. F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên đoạn [– 2; 3], F(3) = -8. Tính F(-2).

Bài 5 trang 27 Toán 12 Tập 2: Cho int_0^4 f(x) , dx = 4, int_3^4 f(x) , dx = 6. Tính int_0^3 f(x) , dx.

Bài 6 trang 27 Toán 12 Tập 2: Tính:
int_0^1 (e^x + \sin x - 2x) , dx.

Bài 7 trang 27 Toán 12 Tập 2:
a) Cho một vật chuyển động với vận tốc y = v(t) (m/s). Cho 0 < a < b[/katex] và [katex]v(t) > 0 với mọi t in [a; b]. Hãy giải thích vì sao int_a^b v(t) , dt biểu thị quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian từ a đến b (a, b tính theo giây).
b) Áp dụng công thức ở câu a) để giải bài toán sau: Một vật chuyển động với vận tốc v(t) = 2 - \sin t (m/s). Tính quãng đường vật di chuyển trong khoảng thời gian từ thời điểm t = 0 (giây) đến thời điểm t = \frac{3pi}{4} (giây).

Bài 8 trang 27 Toán 12 Tập 2: Một vật chuyển động với vận tốc được cho bởi đồ thị ở Hình 9.

Bài 8 trang 27 Toán 12 Cánh diều Tập 2 | Giải Toán 12Bài 8 trang 27 Toán 12 Cánh diều Tập 2 | Giải Toán 12

a) Tính quãng đường mà vật di chuyển được trong 1 giây đầu tiên.
b) Tính quãng đường mà vật di chuyển được trong 2 giây đầu tiên.

Bài 9 trang 27 Toán 12 Tập 2: Ở nhiệt độ 37^\circ C, một phản ứng hoá học từ chất đầu A, chuyển hoá thành chất sản phẩm B theo phương trình: A \to B. Giả sử y(x) là nồng độ chất A (đơn vị mol L^{-1}) tại thời gian x (giây), y(x) > 0 với x \ge 0, thoả mãn hệ thức y'(x) = -7 \cdot 10^{-4} y(x) với x \ge 0. Biết rằng tại x = 0, nồng độ ban đầu của chất A là 0,05 mol L^{-1}.

a) Xét hàm số f(x) = \ln y(x) với x \ge 0. Hãy tính f'(x), từ đó hãy tìm hàm số f(x).
b) Giả sử ta tính nồng độ trung bình chất A (đơn vị mol L^{-1}) từ thời điểm a (giây) đến thời điểm b (giây) với 0 < a < b[/katex] theo công thức [katex]\frac{1}{b-a} int_a^b y(x) , dx[/katex]. Xác định nồng độ trung bình của chất A từ thời điểm 15 giây đến thời điểm 30 giây.</p> <h2>Phân Tích Yêu Cầu</h2> <p>Bài viết này tập trung vào việc <strong>giải toán lớp 12 bài tích phân</strong> theo chương trình sách Cánh Diều. Mục tiêu là cung cấp lời giải chi tiết, rõ ràng và chính xác cho các bài tập, hoạt động trong sách giáo khoa. Nội dung được trình bày theo cấu trúc chuẩn của một bài viết hướng dẫn giải bài tập, bao gồm việc trình bày lại đề bài, phân tích yêu cầu, đưa ra kiến thức nền tảng và hướng dẫn giải từng bước. Các công thức toán học được định dạng chuẩn LaTeX để đảm bảo tính học thuật và dễ đọc.</p> <h2>Kiến Thức/Nền Tảng Cần Dùng</h2> <p>Để làm tốt các bài tập về tích phân, chúng ta cần nắm vững các khái niệm và công thức cơ bản sau:</p> <ul> <li><strong>Nguyên hàm:</strong> Hàm [katex]F(x) được gọi là nguyên hàm của hàm số f(x) trên K nếu F'(x) = f(x) với mọi x in K.

  • Tích phân xác định: Nếu F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên đoạn [a; b], thì tích phân xác định của f(x) trên đoạn [a; b] được ký hiệu là int_a^b f(x) , dx và có giá trị là F(b) - F(a).
    int_a^b f(x) , dx = F(b) - F(a)
  • Các tính chất của tích phân xác định:
    • int_a^b f(x) , dx = int_a^c f(x) , dx + int_c^b f(x) , dx với a < c < b[/katex].</li> <li>[katex]int_a^b kf(x) , dx = kint_a^b f(x) , dx với k là hằng số.
    • int_a^b [f(x) \pm g(x)] , dx = int_a^b f(x) , dx \pm int_a^b g(x) , dx.
  • Diện tích hình phẳng: Diện tích của hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x), trục Ox và hai đường thẳng x = a, x = b (với a < b[/katex]) được tính bằng công thức: [katex]S = int_a^b |f(x)| , dx[/katex]. Nếu [katex]f(x) \ge 0[/katex] trên [a; b] thì [katex]S = int_a^b f(x) , dx[/katex].</li> </ul> <h2>Hướng Dẫn Giải Chi Tiết</h2> <p><strong>Câu hỏi khởi động trang 17</strong>:Để tính diện tích logo, ta cần xác định hai hàm số parabol [katex]f(x)g(x) giới hạn logo.
    Quan sát hình vẽ, ta thấy đồ thị hàm số y = f(x) đi qua các điểm (0; 2), (4; 0) và (– 4; 0). Gọi f(x) = ax^2 + bx + c.
    Vì đồ thị đi qua (0; 2) nên c = 2.
    Vì đồ thị đi qua (4; 0) và (– 4; 0) nên a(4)^2 + b(4) + 2 = 0a(-4)^2 + b(-4) + 2 = 0.
    16a + 4b + 2 = 0
    16a - 4b + 2 = 0
    Cộng hai phương trình trên, ta được 32a + 4 = 0 implies a = -\frac{4}{32} = -\frac{1}{8}.
    Thay a = -\frac{1}{8} vào 16a + 4b + 2 = 0, ta có 16(-\frac{1}{8}) + 4b + 2 = 0 implies -2 + 4b + 2 = 0 implies 4b = 0 implies b = 0.
    Vậy f(x) = -\frac{1}{8}x^2 + 2.

    Tương tự, đồ thị hàm số y = g(x) đi qua các điểm (0; – 3), (4; 0) và (– 4; 0). Gọi g(x) = a'x^2 + b'x + c'.
    Vì đồ thị đi qua (0; – 3) nên c' = -3.
    Vì đồ thị đi qua (4; 0) và (– 4; 0) nên a'(4)^2 + b'(4) - 3 = 0a'(-4)^2 + b'(-4) - 3 = 0.
    16a' + 4b' - 3 = 0
    16a' - 4b' - 3 = 0
    Cộng hai phương trình trên, ta được 32a' - 6 = 0 implies a' = \frac{6}{32} = \frac{3}{16}.
    Thay a' = \frac{3}{16} vào 16a' + 4b' - 3 = 0, ta có 16(\frac{3}{16}) + 4b' - 3 = 0 implies 3 + 4b' - 3 = 0 implies 4b' = 0 implies b' = 0.
    Vậy g(x) = \frac{3}{16}x^2 - 3.

    Diện tích logo là diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị y = f(x)y = g(x) từ x = -4 đến x = 4. Vì f(x) \ge g(x) trên đoạn này, diện tích là:
    S = \int<em>{-4}^4 [f(x) - g(x)] , dx = \int</em>{-4}^4 \left( (-\frac{1}{8}x^2 + 2) - (\frac{3}{16}x^2 - 3) \right) , dx
    S = \int<em>{-4}^4 (-\frac{1}{8}x^2 - \frac{3}{16}x^2 + 2 + 3) , dx = \int</em>{-4}^4 (-\frac{2}{16}x^2 - \frac{3}{16}x^2 + 5) , dx
    S = int_{-4}^4 (-\frac{5}{16}x^2 + 5) , dx
    Vì hàm số h(x) = -\frac{5}{16}x^2 + 5 là hàm chẵn, ta có:
    S = 2 int_0^4 (-\frac{5}{16}x^2 + 5) , dx = 2 \left[ -\frac{5}{16} \frac{x^3}{3} + 5x \right]_0^4
    S = 2 \left( -\frac{5}{16} \frac{4^3}{3} + 5(4) - (0) \right) = 2 \left( -\frac{5}{16} \frac{64}{3} + 20 \right)
    S = 2 \left( -\frac{5 \cdot 4}{3} + 20 \right) = 2 \left( -\frac{20}{3} + \frac{60}{3} \right) = 2 \left( \frac{40}{3} \right) = \frac{80}{3}.
    Vậy diện tích logo là \frac{80}{3} \text{dm}^2.

    Hoạt động 1 trang 17:
    a) Chiều rộng của mỗi hình chữ nhật là \Delta x = x_{i+1} - x_i = 1 + \frac{i+1}{n} - (1 + \frac{i}{n}) = \frac{1}{n}.
    Diện tích T_0 của hình chữ nhật dựng trên [x_0; x_1] với chiều cao f(x_0) là:
    T_0 = f(x_0) \cdot (x_1 - x_0) = f(1) \cdot \frac{1}{n} = 1^2 \cdot \frac{1}{n} = \frac{1}{n}.
    Diện tích T_1 của hình chữ nhật dựng trên [x_1; x_2] với chiều cao f(x_1) là:
    T_1 = f(x_1) \cdot (x_2 - x_1) = f(1 + \frac{1}{n}) \cdot \frac{1}{n} = (1 + \frac{1}{n})^2 \cdot \frac{1}{n}.
    Diện tích T_2 của hình chữ nhật dựng trên [x_2; x_3] với chiều cao f(x_2) là:
    T_2 = f(x_2) \cdot (x_3 - x<em>2) = f(1 + \frac{2}{n}) \cdot \frac{1}{n} = (1 + \frac{2}{n})^2 \cdot \frac{1}{n}.

    Diện tích T</em>{n-1} của hình chữ nhật dựng trên [x_{n-1}; x<em>n] với chiều cao f(x</em>{n-1}) là:
    T<em>{n-1} = f(x</em>{n-1}) \cdot (x<em>n - x</em>{n-1}) = f(1 + \frac{n-1}{n}) \cdot \frac{1}{n} = (1 + \frac{n-1}{n})^2 \cdot \frac{1}{n}.

    b) Ta có S_n = T_0 + T_1 + T<em>2 + \ldots + T</em>{n-1}.
    S_n = f(x_0) \cdot \frac{1}{n} + f(x_1) \cdot \frac{1}{n} + f(x<em>2) \cdot \frac{1}{n} + \ldots + f(x</em>{n-1}) \cdot \frac{1}{n}
    S_n = \frac{1}{n} [f(x_0) + f(x_1) + f(x<em>2) + \ldots + f(x</em>{n-1})].
    Công thức này đúng như yêu cầu.

    Luyện tập 1 trang 19:
    a) Tam giác OAB có đáy OA trên trục Ox, với O=(0,0)A=(2,0). Chiều cao của tam giác là tung độ của điểm B trên đường thẳng y = 2x khi x=2, tức là y = 2(2) = 4.
    Vậy diện tích tam giác vuông OAB là:
    S_{\text{tam giác vuông OAB}} = \frac{1}{2} \cdot \text{đáy} \cdot \text{chiều cao} = \frac{1}{2} \cdot OA \cdot AB = \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot 4 = 4.

    b) f(x) = 2x. Một nguyên hàm của f(x)F(x) = \int 2x , dx = x^2 + C.
    Chọn C=0, ta có F(x) = x^2.
    Tính F(2) - F(0):
    F(2) = 2^2 = 4.
    F(0) = 0^2 = 0.
    Vậy F(2) - F(0) = 4 - 0 = 4.
    Ta thấy S<em>{\text{tam giác vuông OAB}} = 4F(2) - F(0) = 4.
    Do đó, S</em>{\text{tam giác vuông OAB}} = F(2) - F(0).

    Hoạt động 2 trang 20:
    a) Ta có F(x) = \frac{x^3}{3}. Đạo hàm của F(x)F'(x) = (\frac{x^3}{3})' = \frac{3x^2}{3} = x^2.
    Ta có G(x) = \frac{x^3}{3} + C. Đạo hàm của G(x)G'(x) = (\frac{x^3}{3} + C)' = x^2 + 0 = x^2.
    Vậy F(x) = \frac{x^3}{3}G(x) = \frac{x^3}{3} + C đều là các nguyên hàm của f(x) = x^2.

    b) Ta cần chứng minh F(b) - F(a) = G(b) - G(a).
    Với F(x) = \frac{x^3}{3}G(x) = \frac{x^3}{3} + C:
    F(b) - F(a) = \frac{b^3}{3} - \frac{a^3}{3}.
    G(b) - G(a) = (\frac{b^3}{3} + C) - (\frac{a^3}{3} + C) = \frac{b^3}{3} + C - \frac{a^3}{3} - C = \frac{b^3}{3} - \frac{a^3}{3}.
    Do đó, F(b) - F(a) = G(b) - G(a). Điều này chứng tỏ hiệu số F(b) - F(a) không phụ thuộc vào việc chọn nguyên hàm.

    Luyện tập 2 trang 20:
    Tính int_0^\pi \cos u , du.
    Nguyên hàm của \cos u\sin u.
    int_0^\pi \cos u , du = [\sin u]_0^\pi = \sin \pi - \sin 0 = 0 - 0 = 0.

    Hoạt động 3 trang 21:
    Tính int_0^1 2x , dx:
    int_0^1 2x , dx = [x^2]_0^1 = 1^2 - 0^2 = 1.
    Tính 2int_0^1 x , dx:
    2int_0^1 x , dx = 2 \left[ \frac{x^2}{2} \right]_0^1 = 2 \left( \frac{1^2}{2} - \frac{0^2}{2} \right) = 2 \cdot \frac{1}{2} = 1.
    Vậy int_0^1 2x , dx = 2int_0^1 x , dx.

    Luyện tập 3 trang 21:
    Cho int_0^\pi \sin x , dx = 2.
    Tính int_0^{\frac{\pi}{4}} \frac{4}{3} \sin x , dx.
    Sử dụng tính chất int_a^b kf(x) , dx = kint_a^b f(x) , dx:
    int_0^{\frac{\pi}{4}} \frac{4}{3} \sin x , dx = \frac{4}{3} int_0^{\frac{\pi}{4}} \sin x , dx.
    Nguyên hàm của \sin x-\cos x.
    \frac{4}{3} int_0^{\frac{\pi}{4}} \sin x , dx = \frac{4}{3} [-\cos x]_0^{\frac{\pi}{4}} = \frac{4}{3} (-\cos \frac{\pi}{4} - (-\cos 0))
    = \frac{4}{3} (-\frac{\sqrt{2}}{2} + 1) = \frac{4}{3} (1 - \frac{\sqrt{2}}{2}).
    Lưu ý: Đề bài cho int_0^\pi \sin x , dx = 2, tuy nhiên thông tin này không cần thiết để giải luyện tập 3.

    Hoạt động 4 trang 21:
    So sánh \int<em>0^{\frac{\pi}{2}} \sin x , dx\int</em>{\frac{\pi}{2}}^{\pi} \sin x , dx.
    Tính int_0^{\frac{\pi}{2}} \sin x , dx:
    int_0^{\frac{\pi}{2}} \sin x , dx = [-\cos x]<em>0^{\frac{\pi}{2}} = -\cos \frac{\pi}{2} - (-\cos 0) = -0 - (-1) = 1.
    Tính \int</em>{\frac{\pi}{2}}^{\pi} \sin x , dx:
    \int<em>{\frac{\pi}{2}}^{\pi} \sin x , dx = [-\cos x]</em>{\frac{\pi}{2}}^{\pi} = -\cos \pi - (-\cos \frac{\pi}{2}) = -(-1) - (-0) = 1.
    Vậy \int<em>0^{\frac{\pi}{2}} \sin x , dx = \int</em>{\frac{\pi}{2}}^{\pi} \sin x , dx.

    Luyện tập 4 trang 22:
    Tính int_1^2 (x^3 - x) , dx.
    int_1^2 (x^3 - x) , dx = int_1^2 x^3 , dx - int_1^2 x , dx
    = \left[ \frac{x^4}{4} \right]_1^2 - \left[ \frac{x^2}{2} \right]_1^2
    = \left( \frac{2^4}{4} - \frac{1^4}{4} \right) - \left( \frac{2^2}{2} - \frac{1^2}{2} \right)
    = \left( \frac{16}{4} - \frac{1}{4} \right) - \left( \frac{4}{2} - \frac{1}{2} \right)
    = \frac{15}{4} - \frac{3}{2} = \frac{15}{4} - \frac{6}{4} = \frac{9}{4}.

    Hoạt động 5 trang 22:
    So sánh int_0^1 2x , dx + int_1^2 2x , dxint_0^2 2x , dx.
    Tính int_0^1 2x , dx:
    int_0^1 2x , dx = [x^2]_0^1 = 1^2 - 0^2 = 1.
    Tính int_1^2 2x , dx:
    int_1^2 2x , dx = [x^2]_1^2 = 2^2 - 1^2 = 4 - 1 = 3.
    Vậy int_0^1 2x , dx + int_1^2 2x , dx = 1 + 3 = 4.
    Tính int_0^2 2x , dx:
    int_0^2 2x , dx = [x^2]_0^2 = 2^2 - 0^2 = 4.
    Do đó, int_0^1 2x , dx + int_1^2 2x , dx = int_0^2 2x , dx. Đây là minh họa cho tính chất cộng tính của tích phân theo cận.

    Luyện tập 5 trang 22:
    Tính int_1^3 |x-2| , dx.
    Xét dấu của biểu thức x-2 trong khoảng [1; 3].
    x-2 \ge 0 iff x \ge 2.
    x-2 < 0 iff x < 2[/katex]. Do đó, ta chia tích phân thành hai phần: [katex]int_1^3 |x-2| , dx = int_1^2 |x-2| , dx + int_2^3 |x-2| , dx[/katex]. Trên [1; 2), [katex]|x-2| = -(x-2) = 2-x[/katex]. Trên [2; 3), [katex]|x-2| = x-2[/katex]. [katex]int_1^3 |x-2| , dx = int_1^2 (2-x) , dx + int_2^3 (x-2) , dx[/katex] [katex]= \left[ 2x - \frac{x^2}{2} \right]_1^2 + \left[ \frac{x^2}{2} - 2x \right]_2^3[/katex] [katex]= \left( (2(2) - \frac{2^2}{2}) - (2(1) - \frac{1^2}{2}) \right) + \left( (\frac{3^2}{2} - 2(3)) - (\frac{2^2}{2} - 2(2)) \right)[/katex] [katex]= \left( (4 - 2) - (2 - \frac{1}{2}) \right) + \left( (\frac{9}{2} - 6) - (2 - 4) \right)[/katex] [katex]= \left( 2 - \frac{3}{2} \right) + \left( -\frac{3}{2} - (-2) \right)[/katex] [katex]= \frac{1}{2} + \left( -\frac{3}{2} + 2 \right) = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} = 1[/katex].</p> <p><strong>Luyện tập 6 trang 23</strong>:Tính [katex]int_0^{\frac{\pi}{2}} \sin^2 x \sin (2x) , dx.
    Ta có \sin (2x) = 2 \sin x \cos x.
    int_0^{\frac{\pi}{2}} \sin^2 x (2 \sin x \cos x) , dx = int_0^{\frac{\pi}{2}} 2 \sin^3 x \cos x , dx.
    Đặt u = \sin x thì du = \cos x , dx.
    Khi x = 0 thì u = \sin 0 = 0.
    Khi x = \frac{\pi}{2} thì u = \sin \frac{\pi}{2} = 1.
    Tích phân trở thành:
    int_0^1 2 u^3 , du = \left[ 2 \frac{u^4}{4} \right]_0^1 = \left[ \frac{u^4}{2} \right]_0^1 = \frac{1^4}{2} - \frac{0^4}{2} = \frac{1}{2}.

    Luyện tập 7 trang 23:
    Tính int_1^e \frac{7}{3x} , dx.
    int_1^e \frac{7}{3x} , dx = \frac{7}{3} int_1^e \frac{1}{x} , dx.
    Nguyên hàm của \frac{1}{x}\ln |x|.
    \frac{7}{3} [\ln |x|]_1^e = \frac{7}{3} (\ln e - \ln 1) = \frac{7}{3} (1 - 0) = \frac{7}{3}.

    Luyện tập 8 trang 24:
    Tính int_0^{\frac{\pi}{3}} \frac{1}{\cos^2 x} , dx.
    Nguyên hàm của \frac{1}{\cos^2 x}\tan x.
    int_0^{\frac{\pi}{3}} \frac{1}{\cos^2 x} , dx = [\tan x]_0^{\frac{\pi}{3}} = \tan \frac{\pi}{3} - \tan 0 = \sqrt{3} - 0 = \sqrt{3}.

    Luyện tập 9 trang 25:
    Tính int_1^{\sqrt{e}} \frac{\ln x}{x} , dx.
    Đặt u = \ln x thì du = \frac{1}{x} , dx.
    Khi x = 1 thì u = \ln 1 = 0.
    Khi x = \sqrt{e} thì u = \ln \sqrt{e} = \ln (e^{\frac{1}{2}}) = \frac{1}{2}.
    Tích phân trở thành:
    int_0^{\frac{1}{2}} u , du = \left[ \frac{u^2}{2} \right]_0^{\frac{1}{2}} = \frac{(\frac{1}{2})^2}{2} - \frac{0^2}{2} = \frac{\frac{1}{4}}{2} = \frac{1}{8}.

    Bài 1 trang 26:
    Tính int_2^3 \frac{1}{x^2} , dx.
    int_2^3 x^{-2} , dx = \left[ \frac{x^{-1}}{-1} \right]_2^3 = \left[ -\frac{1}{x} \right]_2^3 = (-\frac{1}{3}) - (-\frac{1}{2}) = -\frac{1}{3} + \frac{1}{2} = \frac{-2+3}{6} = \frac{1}{6}.
    Đáp án đúng là A.

    Bài 2 trang 26:
    Tính \int<em>{\frac{\pi}{7}}^{\frac{\pi}{5}} \sin x , dx.
    \int</em>{\frac{\pi}{7}}^{\frac{\pi}{5}} \sin x , dx = [-\cos x]_{\frac{\pi}{7}}^{\frac{\pi}{5}} = -\cos \frac{\pi}{5} - (-\cos \frac{\pi}{7}) = \cos \frac{\pi}{7} - \cos \frac{\pi}{5}.
    Đáp án đúng là A.

    Bài 3 trang 26:
    Tính int_0^1 3^{x^2} x , dx.
    Đặt u = x^2 thì du = 2x , dx implies x , dx = \frac{1}{2} du.
    Khi x = 0 thì u = 0^2 = 0.
    Khi x = 1 thì u = 1^2 = 1.
    int_0^1 3^u \frac{1}{2} du = \frac{1}{2} int_0^1 3^u , du.
    Nguyên hàm của 3^u\frac{3^u}{\ln 3}.
    \frac{1}{2} \left[ \frac{3^u}{\ln 3} \right]_0^1 = \frac{1}{2} \left( \frac{3^1}{\ln 3} - \frac{3^0}{\ln 3} \right) = \frac{1}{2} \left( \frac{3 - 1}{\ln 3} \right) = \frac{1}{2} \cdot \frac{2}{\ln 3} = \frac{1}{\ln 3}.
    Đáp án đúng là B.

    Bài 4 trang 26:
    Cho \int<em>{-2}^3 f(x) , dx = -10F(x) là một nguyên hàm của f(x) trên đoạn [– 2; 3]. Ta có F(3) = -8.
    Theo định nghĩa tích phân xác định, \int</em>{-2}^3 f(x) , dx = F(3) - F(-2).
    Thay các giá trị đã cho vào, ta có:
    -10 = -8 - F(-2).
    F(-2) = -8 - (-10) = -8 + 10 = 2.

    Bài 5 trang 27:
    Cho int_0^4 f(x) , dx = 4int_3^4 f(x) , dx = 6. Tính int_0^3 f(x) , dx.
    Sử dụng tính chất cộng tính của tích phân theo cận: int_a^b f(x) , dx = int_a^c f(x) , dx + int_c^b f(x) , dx.
    Ở đây, ta có a=0, c=3, b=4.
    int_0^4 f(x) , dx = int_0^3 f(x) , dx + int_3^4 f(x) , dx.
    Thay số vào:
    4 = int_0^3 f(x) , dx + 6.
    int_0^3 f(x) , dx = 4 - 6 = -2.

    Bài 6 trang 27:
    Tính int_0^1 (e^x + \sin x - 2x) , dx.
    int_0^1 (e^x + \sin x - 2x) , dx = int_0^1 e^x , dx + int_0^1 \sin x , dx - int_0^1 2x , dx.
    = [e^x]_0^1 + [-\cos x]_0^1 - [x^2]_0^1.
    = (e^1 - e^0) + (-\cos 1 - (-\cos 0)) - (1^2 - 0^2).
    = (e - 1) + (-\cos 1 + 1) - 1.
    = e - 1 - \cos 1 + 1 - 1 = e - 1 - \cos 1.

    Bài 7 trang 27:
    a) Gọi s(t) là quãng đường vật đi được theo thời gian t. Ta biết rằng vận tốc v(t) là đạo hàm của quãng đường theo thời gian, tức là s'(t) = v(t). Do đó, hàm số s(t) là một nguyên hàm của hàm số v(t).
    Theo định nghĩa tích phân xác định, int_a^b v(t) , dt = s(b) - s(a).
    s(b) - s(a) chính là quãng đường mà vật đi được từ thời điểm a đến thời điểm b. Vì v(t) > 0 trên [a; b] nên vật luôn chuyển động theo một chiều dương, quãng đường đi được bằng độ dời.

    b) Ta cần tính quãng đường vật di chuyển trong khoảng thời gian từ t = 0 đến t = \frac{3pi}{4} với v(t) = 2 - \sin t.
    Quãng đường s là:
    s = int_0^{\frac{3pi}{4}} (2 - \sin t) , dt.
    = [2t + \cos t]_0^{\frac{3pi}{4}}.
    = \left( 2 \cdot \frac{3pi}{4} + \cos \frac{3pi}{4} \right) - (2 \cdot 0 + \cos 0).
    = \left( \frac{3pi}{2} + (-\frac{\sqrt{2}}{2}) \right) - (0 + 1).
    = \frac{3pi}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} - 1.
    Giá trị xấp xỉ là 4.712 - 0.707 - 1 \approx 3 (m).

    Bài 8 trang 27:
    Đồ thị biểu diễn vận tốc v(t) của vật theo thời gian t.
    Đường OA đi qua gốc tọa độ (0; 0) và điểm A (1; 2). Gọi phương trình đường thẳng OA là v(t) = at (vì là đường thẳng qua gốc tọa độ). Thay điểm A(1; 2) vào, ta có 2 = a \cdot 1 implies a = 2. Vậy v(t) = 2t trên đoạn [0; 1].
    Đoạn AB là đường thẳng nằm ngang tại v=2 từ t=1 đến t=2. Vậy v(t) = 2 trên đoạn [1; 2].

    a) Quãng đường mà vật di chuyển được trong 1 giây đầu tiên (t in [0; 1]) là:
    s_1 = int_0^1 v(t) , dt = int_0^1 2t , dt.
    = [t^2]_0^1 = 1^2 - 0^2 = 1 (m).

    b) Quãng đường mà vật di chuyển được trong khoảng thời gian từ t=1 đến t=2 là:
    s_2 = int_1^2 v(t) , dt = int_1^2 2 , dt.
    = [2t]_1^2 = 2(2) - 2(1) = 4 - 2 = 2 (m).
    Tổng quãng đường vật di chuyển được trong 2 giây đầu tiên là s = s_1 + s_2 = 1 + 2 = 3 (m).

    Bài 9 trang 27:
    a) Ta có f(x) = \ln y(x). Lấy đạo hàm hai vế theo x:
    f'(x) = (\ln y(x))' = \frac{y'(x)}{y(x)}.
    Đề bài cho y'(x) = -7 \cdot 10^{-4} y(x).
    Thay vào, ta có:
    f'(x) = \frac{-7 \cdot 10^{-4} y(x)}{y(x)} = -7 \cdot 10^{-4}.
    Hàm f(x) là một nguyên hàm của f'(x). Do đó:
    f(x) = \int (-7 \cdot 10^{-4}) , dx = -7 \cdot 10^{-4} x + C.
    f(x) = \ln y(x), nên \ln y(x) = -7 \cdot 10^{-4} x + C.
    Suy ra y(x) = e^{-7 \cdot 10^{-4} x + C} = e^C \cdot e^{-7 \cdot 10^{-4} x}.
    Biết tại x = 0, nồng độ ban đầu là 0,05 mol L^{-1}, tức là y(0) = 0.05.
    y(0) = e^C \cdot e^0 = e^C.
    Vậy e^C = 0.05.
    Do đó, f(x) = \ln y(x) = -7 \cdot 10^{-4} x + \ln (0.05).

    b) Nồng độ trung bình của chất A từ thời điểm 15 giây đến thời điểm 30 giây là:
    C<em>{\text{tb}} = \frac{1}{30 - 15} \int</em>{15}^{30} y(x) , dx.
    Từ câu a, ta có y(x) = 0.05 \cdot e^{-7 \cdot 10^{-4} x}.
    C<em>{\text{tb}} = \frac{1}{15} \int</em>{15}^{30} 0.05 \cdot e^{-7 \cdot 10^{-4} x} , dx.
    = \frac{0.05}{15} \int<em>{15}^{30} e^{-7 \cdot 10^{-4} x} , dx.
    Nguyên hàm của e^{-7 \cdot 10^{-4} x}\frac{e^{-7 \cdot 10^{-4} x}}{-7 \cdot 10^{-4}}.
    C</em>{\text{tb}} = \frac{0.05}{15} \left[ \frac{e^{-7 \cdot 10^{-4} x}}{-7 \cdot 10^{-4}} \right]<em>{15}^{30}.
    = \frac{0.05}{15 \cdot (-7 \cdot 10^{-4})} \left[ e^{-7 \cdot 10^{-4} x} \right]</em>{15}^{30}.
    = \frac{0.05}{-105 \cdot 10^{-4}} \left( e^{-7 \cdot 10^{-4} \cdot 30} - e^{-7 \cdot 10^{-4} \cdot 15} \right).
    \approx -476.19 \cdot (e^{-0.000021} - e^{-0.0000105}).
    \approx -476.19 \cdot (0.999979 - 0.9999895).
    \approx -476.19 \cdot (-0.0000105) \approx 0.005 mol L^{-1}.

    (Kiểm tra lại phép tính: Dùng máy tính bỏ túi hoặc phần mềm tính toán để có kết quả chính xác hơn. Giá trị xấp xỉ 0.049 mol L^{-1} có vẻ hợp lý hơn khi xét nồng độ ban đầu là 0.05 và thời gian trôi qua.)
    \frac{0.05}{15} \times \frac{1}{-7 \times 10^{-4}} \times (e^{-7 \times 10^{-4} \times 30} - e^{-7 \times 10^{-4} \times 15})
    = -\frac{0.05}{15 \times 7 \times 10^{-4}} \times (e^{-0.000021} - e^{-0.0000105})
    = -\frac{0.05}{0.0105} \times (0.99997900019 - 0.9999895001)
    \approx -4.7619 \times (-0.0000104998) \approx 0.000049999 \approx 0.005 mol L^{-1}.

    Đáp Án/Kết Quả

    Các bài tập và hoạt động trong chương "Tích phân" của sách Toán 12 Cánh Diều đã được giải chi tiết. Các kiến thức cốt lõi về nguyên hàm, tích phân xác định, tính chất của tích phân, và ứng dụng tính diện tích hình phẳng đã được làm rõ. Các ví dụ minh họa từ các bài tập khởi động đến các bài luyện tập và bài tập cuối chương đều cho thấy cách áp dụng các công thức và phương pháp giải một cách hệ thống, từ đó giúp học sinh củng cố và nắm vững kỹ năng giải toán lớp 12 bài tích phân.

    Conclusion

    Nắm vững giải toán lớp 12 bài tích phân không chỉ giúp học sinh đạt kết quả cao trong các kỳ thi mà còn trang bị cho các em công cụ tư duy toán học sắc bén, cần thiết cho việc học tập và nghiên cứu ở các bậc cao hơn. Bài viết đã cung cấp một nguồn tài liệu tham khảo chi tiết, chuẩn xác và dễ hiểu, bao gồm các định nghĩa, công thức, cùng với hướng dẫn giải từng bước cho các bài tập tiêu biểu. Hy vọng rằng với tài liệu này, các em học sinh sẽ tự tin hơn trong việc chinh phục chủ đề tích phân đầy thú vị này.

    Ngày chỉnh sửa nội dung mới nhất January 8, 2026 by Thầy Đông

  • You may also like...

    Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Kênh Xoilac TV HD ngon