1. Định nghĩa, tính chất
Hai phương pháp tính tích phân
Tích phân suy rộng
Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1
Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
PHÂN SUY RỘNG
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng
Ngày 16 tháng 12 năm 2010
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
2. Định nghĩa, tính chất
Hai phương pháp tính tích phân
Tích phân suy rộng
Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH PHÂN SUY RỘNG
9.1 Định nghĩa, tính chất.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
3. Định nghĩa, tính chất
Hai phương pháp tính tích phân
Tích phân suy rộng
Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH PHÂN SUY RỘNG
9.1 Định nghĩa, tính chất.
9.2 Hai phương pháp tính tích phân.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
4. Định nghĩa, tính chất
Hai phương pháp tính tích phân
Tích phân suy rộng
Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH PHÂN SUY RỘNG
9.1 Định nghĩa, tính chất.
9.2 Hai phương pháp tính tích phân.
9.3 Tích phân suy rộng.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
5. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Bài toán
Tính diện tích S của miền phẳng giới hạn bởi: đường cong y = f (x),
trục hoành, hai đường thẳng x = a và x = b
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
6. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Bài toán
Chia S một cách tùy ý ra n miền con S1 , S2 , ..., Sn
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
7. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Bài toán
Xấp xỉ mỗi miền con S1 , S2 , ..., Sn bằng các hình chữ nhật
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
8. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Bài toán
Hình dưới là các trường hợp chia S thành 2 và 4 phần
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
9. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Bài toán
Hình dưới là các trường hợp chia S thành 8 và 12 phần
Với n càng lớn, diện tích tính được càng chính xác
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
10. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Bài toán
Trên mỗi miền con S1 , S2 , ..., Sn lấy một điểm tùy ý
Ta có S = S1 + S2 + · · · + Sn
∗ ∗ ∗
S f (x1 ) (x1 − x0 ) + f (x2 ) (x2 − x1 ) + · · · f (xn ) (xn − xn−1 )
n
S f (xi∗ ) ∆xi
i=1
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
11. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Bài toán
n
Nếu giới hạn I = lim f (xi∗ ) ∆xi tồn tại không phụ thuộc
∆xi →0 i=1
cách chia S và cách chọn điểm xi∗ , thì I được gọi là tích phân xác định
của hàm y = f (x) trên đoạn [a, b] và
n b
S= lim f (xi∗ ) ∆xi = f (x)dx
max(∆xi )→0
i=1 a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
12. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Ví dụ
Tính diện tích S giới hạn bởi: đường cong y = x 2 , trục hoành, hai
đường thẳng x = 0 và x = 1
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
13. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Ví dụ
Chia S thành 4 miền và chọn điểm trung gian bên trái
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
14. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Ví dụ
Chia S thành 4 miền và chọn điểm trung gian bên phải
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
15. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Ví dụ
Chia S thành 8 miền và chọn điểm trung gian bên trái, bên phải
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
16. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Ví dụ
Chia S thành 10 miền và chọn điểm trung gian bên trái, bên phải
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
17. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Ví dụ
Chia S thành 30 miền và chọn điểm trung gian bên trái, bên phải
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
18. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Ví dụ
Chia S thành 50 miền và chọn điểm trung gian bên trái, bên phải
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
19. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Ví dụ
Bảng thống kê một số giá trị
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
20. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Tính chất I
1. Nếu các hàm f (x), g (x) khả tích trên [a, b] thì các hàm
f (x) + g (x), k.f (x) với k là hằng số cũng khả tích trên [a, b] và
b b b
[f (x) + g (x)]dx = f (x)dx + g (x)dx
a a a
b b
kf (x)dx = k f (x)dx
a a
2. Nếu hàm f khả tích trên các đoạn [a, c], [c, b] thì nó cũng khả tích
trên [a, b] và
b c b
f (x)dx = f (x)dx + f (x)dx
a a c
b
3. Nếu f (x) 0, ∀x ∈ [a, b] thì f (x) dx 0
a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
21. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Tính chất II
b b
4. Nếu f (x) g (x) , ∀x ∈ [a, b] thì f (x)dx g (x)dx
a a
5. Nếu m và M là giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của hàm f (x) trên [a, b]
thì
b
m(b − a) f (x)dx M(b − a)
a
a
6. Nếu f (x) là hàm lẻ thì f (x)dx = 0.
−a
a a
Nếu f (x) là hàm chẵn thì f (x)dx = 2 f (x)dx
−a 0
7. Công thức Newton- Leibnitz: Cho hàm số y = f (x) liên tục trên [a, b]
và có nguyên hàm là F (x). Khi đó
b
b
f (x)dx = F (x)|a = F (b) − F (a)
a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
22. Định nghĩa, tính chất Bài toán diện tích hình thang cong
Hai phương pháp tính tích phân Ví dụ
Tích phân suy rộng Tính chất
Tính chất III
8. Công thức đạo hàm theo cận trên: Nếu f (x) liên tục trên [a, b] thì
x ϕ(x)
f (t)dt = f (x) f (t)dt = f (x).ϕ (x)
a a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
23. Định nghĩa, tính chất
Phương pháp đổi biến số
Hai phương pháp tính tích phân
Phương pháp tích phân từng phần
Tích phân suy rộng
Phương pháp đổi biển số
Nếu f (x) là một hàm liên tục trên [a, b], x = ϕ(t) là một hàm xác
định và có đạo hàm liên tục trên [α, β] với ϕ(α) = a, ϕ(β) = b thì
b β
f (x)dx = f [ϕ(t)].ϕ (t)dt
a α
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
24. Định nghĩa, tính chất
Phương pháp đổi biến số
Hai phương pháp tính tích phân
Phương pháp tích phân từng phần
Tích phân suy rộng
Ví dụ:
a √
Tính I = a2 − x 2 dx
0
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
25. Định nghĩa, tính chất
Phương pháp đổi biến số
Hai phương pháp tính tích phân
Phương pháp tích phân từng phần
Tích phân suy rộng
Ví dụ:
a √
Tính I = a2 − x 2 dx
0
Giải: Phép đổi biến x = a sin x ta có:
a2 − x 2 = a2 (1 − sin2 t) = a2 cos2 t, dx = a cos tdt
π
Đổi cận x = 0 ⇒ t = 0, x = a ⇒ t = . Do đó
2
π/ π/ π/
2 2 2
2
a
I = a cos t.a cos tdt = a2 cos2 tdt = (1 + cos 2t)dt
2
0 0 0
π/
a2 1 2 πa2
= t+ sin 2t =
2 2 0 4
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
26. Định nghĩa, tính chất
Phương pháp đổi biến số
Hai phương pháp tính tích phân
Phương pháp tích phân từng phần
Tích phân suy rộng
Ví dụ:
π/
2 sin x
Tính I = dx
0 1 + cos2 x
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
27. Định nghĩa, tính chất
Phương pháp đổi biến số
Hai phương pháp tính tích phân
Phương pháp tích phân từng phần
Tích phân suy rộng
Ví dụ:
π/
2sin x
Tính I = dx
0 1 + cos2 x
Giải: Đặt t = cos x ⇒ dt = − sin xdx, đổi cận
π
x = 0 ⇒ t = 1, x = ⇒ t = 0
2
0 1
−dt dt 1 π
I = = = arctgt|0 =
1 + t2 1+t 2 4
1 0
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
28. Định nghĩa, tính chất
Phương pháp đổi biến số
Hai phương pháp tính tích phân
Phương pháp tích phân từng phần
Tích phân suy rộng
Phương pháp tích phân từng phân
Nếu u và v là các hàm số cùng với các đạo hàm của chúng liên tục
trên [a, b] thì
b b b
f (x) dx = udv = uv |b
a − vdu
a a a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
29. Định nghĩa, tính chất
Phương pháp đổi biến số
Hai phương pháp tính tích phân
Phương pháp tích phân từng phần
Tích phân suy rộng
Phương pháp tích phân từng phân
Nếu u và v là các hàm số cùng với các đạo hàm của chúng liên tục
trên [a, b] thì
b b b
f (x) dx = udv = uv |b
a − vdu
a a a
b b b b
Thật vậy, uv |b =
a d (uv ) = (vdu + udv ) = vdu + udv
a a a a
2
Ví dụ: Tính I = ln xdx
1
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
30. Định nghĩa, tính chất
Phương pháp đổi biến số
Hai phương pháp tính tích phân
Phương pháp tích phân từng phần
Tích phân suy rộng
Phương pháp tích phân từng phân
Nếu u và v là các hàm số cùng với các đạo hàm của chúng liên tục
trên [a, b] thì
b b b
f (x) dx = udv = uv |b
a − vdu
a a a
b b b b
Thật vậy, uv |b =
a d (uv ) = (vdu + udv ) = vdu + udv
a a a a
2
Ví dụ: Tính I = ln xdx
1
dx
Giải: Đặt u = ln x, dv = dx ta có du = , v = x suy ra
x
2
2
I = x ln x |1 − dx = 2 ln 2 − 1
1
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
31. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Bài toán
Tính diện tích S miền vô hạn giới hạn bởi: đường cong y = f (x) ≥ 0
, trục hoành, đường thẳng x = a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
32. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Bài toán
Tính diện tích S miền vô hạn giới hạn bởi: đường cong y = f (x) ≥ 0
, trục hoành, đường thẳng x = a
+∞ b
S= f (x) dx = lim f (x) dx
b→+∞
a a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
33. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Tích phân suy rộng loại 1
Định nghĩa
Cho hàm số y = f (x) khả tích trên đoạn [a, b], với mọi b > a. Tích
phân
+∞ b
f (x) dx = lim f (x) dx
b→+∞
a a
được gọi là tích phân suy rộng loại 1.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
34. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Tích phân suy rộng loại 1
Định nghĩa
Cho hàm số y = f (x) khả tích trên đoạn [a, b], với mọi b > a. Tích
phân
+∞ b
f (x) dx = lim f (x) dx
b→+∞
a a
được gọi là tích phân suy rộng loại 1.
Các tích phân sau cũng được gọi là tích phân suy rộng loại 1
a a
f (x) dx = lim f (x) dx
−∞ b→−∞ b
+∞ a +∞
f (x) dx = f (x) dx + f (x) dx
−∞ −∞ a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
35. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Sự hội tụ, phân kỳ của tích phân suy rộng loại 1
b
Nếu giới hạn lim f (x) dx tồn tại hữu hạn thì tích phân
b→+∞ a
+∞
f (x) dx được gọi là hội tụ. Ngược lại, nếu tích phân không tồn tại
a
hoặc bằng vô cùng thì tích phân gọi là phân kỳ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
36. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Sự hội tụ, phân kỳ của tích phân suy rộng loại 1
b
Nếu giới hạn lim f (x) dx tồn tại hữu hạn thì tích phân
b→+∞ a
+∞
f (x) dx được gọi là hội tụ. Ngược lại, nếu tích phân không tồn tại
a
hoặc bằng vô cùng thì tích phân gọi là phân kỳ.
Hai vấn đề đối với tích phân suy rộng
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
37. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Sự hội tụ, phân kỳ của tích phân suy rộng loại 1
b
Nếu giới hạn lim f (x) dx tồn tại hữu hạn thì tích phân
b→+∞ a
+∞
f (x) dx được gọi là hội tụ. Ngược lại, nếu tích phân không tồn tại
a
hoặc bằng vô cùng thì tích phân gọi là phân kỳ.
Hai vấn đề đối với tích phân suy rộng
1 Tính tích phân suy rộng
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
38. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Sự hội tụ, phân kỳ của tích phân suy rộng loại 1
b
Nếu giới hạn lim f (x) dx tồn tại hữu hạn thì tích phân
b→+∞ a
+∞
f (x) dx được gọi là hội tụ. Ngược lại, nếu tích phân không tồn tại
a
hoặc bằng vô cùng thì tích phân gọi là phân kỳ.
Hai vấn đề đối với tích phân suy rộng
1 Tính tích phân suy rộng
2 Khảo sát sự hội tụ
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
39. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Tính tích phân suy rộng (công thức newton-Leibnitz)
Công thức Newton-Leibnitz
Giả sử F (x) là nguyên hàm của hàm số f (x) trên [a, +∞) khi đó
+∞ b
f (x)dx = lim f (x)dx = lim (F (b) − F (a))
b→+∞ b→+∞
a a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
40. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Tính tích phân suy rộng (công thức newton-Leibnitz)
Công thức Newton-Leibnitz
Giả sử F (x) là nguyên hàm của hàm số f (x) trên [a, +∞) khi đó
+∞ b
f (x)dx = lim f (x)dx = lim (F (b) − F (a))
b→+∞ b→+∞
a a
Tích phân tồn tại khi và chỉ khi tồn tại lim F (b) := F (∞)
b→+∞
+∞
+∞
f (x)dx = F (x)|a = F (+∞) − F (a)
a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
41. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
1
Tính diện tích S miền vô hạn giới hạn bởi: đường cong y = , trục
x
hoành, đường thẳng x = 1
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
42. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
1
Tính diện tích S miền vô hạn giới hạn bởi: đường cong y = , trục
x
hoành, đường thẳng x = 1
+∞ a
1 1 a
S= dx = lim dx = lim (ln |x|) |1 = lim (ln |a|) = +∞
x a→+∞ x a→+∞ a→+∞
1 1
S có diện tích là vô hạn
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
43. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
1
Tính diện tích S miền vô hạn giới hạn bởi: đường cong y =
x2 +1
và trục hoành
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
44. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
1
Tính diện tích S miền vô hạn giới hạn bởi: đường cong y =
x2 +1
và trục hoành
+∞ +∞
1 1 a
S= dx = 2 dx = 2 lim arctan x |0 = π
x2 + 2 x2 + 2 a→+∞
−∞ 0
S có diện tích là π
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
45. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞
Tính tích phân I = e −2x dx
1
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
46. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞
Tính tích phân I = e −2x dx
1
Ta có
+∞
1 +∞ e −∞ e −2 1
I = e −2x dx = − e −2x |1 = − − =
2 2 2 2e 2
1
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
47. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞
Tính tích phân I = e −2x dx
1
Ta có
+∞
1 +∞ e −∞ e −2 1
I = e −2x dx = − e −2x |1 = − − =
2 2 2 2e 2
1
+∞ dx
Ví dụ 2: Tính I =
4 x 2 − 5x + 6
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
48. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞
Tính tích phân I = e −2x dx
1
Ta có
+∞
1 +∞ e −∞ e −2 1
I = e −2x dx = − e −2x |1 = − − =
2 2 2 2e 2
1
+∞ dx
Ví dụ 2: Tính I =
4 x 2 − 5x + 6
Ta có
+∞ +∞
1 1 1 x −3 4−
I = 2 − 5x + 6
dx = − dx = lim ln −ln
x x −3 x −2 x→∞ x −2 4−
4 4
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
49. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞
Tính tích phân I = e −2x cos xdx
0
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
50. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞
Tính tích phân I = e −2x cos xdx
0
Đặt
+∞
u = e −2x ⇒ du = −2e −2x dx −2x +∞
⇒I = e sin x 0
+2 e −2x sin xdx
dv = cos xdx ⇒ v = sin x
0
+∞
Ta có lim e −2x sin x = 0 suy ra I = 2 e −2x sin xdx
x→+∞ 0
u = e −2x ⇒ du = −2e −2x dx
Đặt
dv = sin xdx ⇒ v = − cos x
suy ra
+∞
+∞ 2
I = −2 e −2x cos x 0
−4 e −2x cos xdx = 2 − 4I ⇒ I =
5
0
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
51. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞ arctan x
Tính tích phân I = 3/2
dx
0 (1 + x 2 )
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
52. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞ arctan x
Tính tích phân I = 3/2
dx
0 (1 + x 2 )
dx x → 0 ⇒ t → 0
Đặt t = arctan x ⇒ dt = , đổi cận π
1 + x2 x → +∞ ⇒ t →
2
1
x = tan t ⇒ 1 + x 2 =
cos2 t
Suy ra
+∞ +∞ π/2
arctan x arctan x dx π
I = dx = √ = t cos tdt = −1
(1 + x 2)
3/2
1 + x2 1 + x2 2
0 0 0
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
53. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞ 1
Xét tích phân dx (a > 0)
a xα
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
54. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞ 1
Xét tích phân dx (a > 0)
a xα
1 Với α > 1
+∞
+∞
1 1 1 1
dx = =
xα 1 − α x α−1 a (α − 1) aα−1
a
hữu hạn, khác 0 nên tích phân hội tụ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
55. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞ 1
Xét tích phân dx (a > 0)
a xα
1 Với α > 1
+∞
+∞
1 1 1 1
dx = =
xα 1 − α x α−1 a (α − 1) aα−1
a
hữu hạn, khác 0 nên tích phân hội tụ.
2 Với α < 1
+∞ +∞
1 x 1−α
dx = = +∞
xα 1−α a
a
nên tích phân phân kỳ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
56. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞ 1
Xét tích phân dx (a > 0)
a xα
1 Với α > 1
+∞
+∞
1 1 1 1
dx = =
xα 1 − α x α−1 a (α − 1) aα−1
a
hữu hạn, khác 0 nên tích phân hội tụ.
2 Với α < 1
+∞ +∞
1 x 1−α
dx = = +∞
xα 1−α a
a
nên tích phân phân kỳ.
3 Với α = 1
+∞
1 +∞
dx = ln |x||a = +∞
x
a
nên tích phân phân kỳ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
57. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
+∞ 1
Vậy tích phân I = dx (α > 0) hội tu khi α > 1 và phân kỳ khi
a xα
α 1
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
58. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Tiêu chuẩn hội tụ
Định lý so sách 1
Giả sử các hàm số f (x) , g (x) khả tích trên [a, b] và
0 f (x) g (x) , x a. Khi đó
+∞ +∞
1 Nếu g (x) dx hội tụ thì f (x) dx hội tụ.
a a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
59. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Tiêu chuẩn hội tụ
Định lý so sách 1
Giả sử các hàm số f (x) , g (x) khả tích trên [a, b] và
0 f (x) g (x) , x a. Khi đó
+∞ +∞
1 Nếu g (x) dx hội tụ thì f (x) dx hội tụ.
a a
+∞ +∞
2 Nếu f (x) dx phân kỳ thì g (x) dx phân kỳ.
a a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
60. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Tiêu chuẩn hội tụ
Định lý so sách 1
Giả sử các hàm số f (x) , g (x) khả tích trên [a, b] và
0 f (x) g (x) , x a. Khi đó
+∞ +∞
1 Nếu g (x) dx hội tụ thì f (x) dx hội tụ.
a a
+∞ +∞
2 Nếu f (x) dx phân kỳ thì g (x) dx phân kỳ.
a a
+∞ +∞ dx
Để khảo sát sự hội tụ của I = f (x)dx thường so sánh với đã
a a xα
biết kết quả.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
61. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý:
Trong định lý so sánh 1
1 f (x) , g (x) là các hàm số không âm.
2 Chỉ cần tồn tại α sao cho α a (∀x ∈ [α, +∞)) f (x) g (x)
+∞ dx
3 Cận dưới của tích phân là số dương a > 0
a xα
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
62. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý:
Trong định lý so sánh 1
1 f (x) , g (x) là các hàm số không âm.
2 Chỉ cần tồn tại α sao cho α a (∀x ∈ [α, +∞)) f (x) g (x)
+∞ dx
3 Cận dưới của tích phân là số dương a > 0
a xα
+∞ dx
Ví dụ 1: Khảo sát sự hội tụ của tích phân I =
1 2x 2 + sin2 3x
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
63. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý:
Trong định lý so sánh 1
1 f (x) , g (x) là các hàm số không âm.
2 Chỉ cần tồn tại α sao cho α a (∀x ∈ [α, +∞)) f (x) g (x)
+∞ dx
3 Cận dưới của tích phân là số dương a > 0
a xα
+∞ dx
Ví dụ 1: Khảo sát sự hội tụ của tích phân I =
1 2x 2 + sin2 3x
1 1 +∞ dx
Ta có f (x) = = g (x). Vì hội tụ, theo định
2x 2 + sin2 3x 2x 2 1 2x 2
lý so sánh 1 suy ra I hội tụ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
64. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý:
Trong định lý so sánh 1
1 f (x) , g (x) là các hàm số không âm.
2 Chỉ cần tồn tại α sao cho α a (∀x ∈ [α, +∞)) f (x) g (x)
+∞ dx
3 Cận dưới của tích phân là số dương a > 0
a xα
+∞ dx
Ví dụ 1: Khảo sát sự hội tụ của tích phân I =
1 2x 2 + sin2 3x
1 1 +∞ dx
Ta có f (x) = = g (x). Vì hội tụ, theo định
2x 2 + sin2 3x 2x 2 1 2x 2
lý so sánh 1 suy ra I hội tụ.
+∞ ln3 xdx
Ví dụ 2: Khảo sát sự hội tụ của tích phân I =
1 x +5
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
65. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý:
Trong định lý so sánh 1
1 f (x) , g (x) là các hàm số không âm.
2 Chỉ cần tồn tại α sao cho α a (∀x ∈ [α, +∞)) f (x) g (x)
+∞ dx
3 Cận dưới của tích phân là số dương a > 0
a xα
+∞ dx
Ví dụ 1: Khảo sát sự hội tụ của tích phân I =
1 2x 2 + sin2 3x
1 1 +∞ dx
Ta có f (x) = = g (x). Vì hội tụ, theo định
2x 2 + sin2 3x 2x 2 1 2x 2
lý so sánh 1 suy ra I hội tụ.
+∞ ln3 xdx
Ví dụ 2: Khảo sát sự hội tụ của tích phân I =
1 x +5
ln3 x 1 1 +∞ dx
Ta có f (x) = > > = g (x) , ∀x > 5. Vì phân kỳ,
x +5 x +5 2x 1 2x
theo định lý so sách 1 suy ra I phân kỳ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
66. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Định lý so sánh 2
Định lý so sách 2
Giả sử các hàm số f (x) , g (x) không âm, khả tích trên [a, b] và
f (x)
lim = k. Khi đó
x→+∞ g (x)
+∞ +∞
Nếu 0 < k < +∞ thì các tích phân f (x) dx và g (x) dx cùng
a a
hội tụ hay cùng phân kỳ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
67. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Định lý so sánh 2
Định lý so sách 2
Giả sử các hàm số f (x) , g (x) không âm, khả tích trên [a, b] và
f (x)
lim = k. Khi đó
x→+∞ g (x)
+∞ +∞
Nếu 0 < k < +∞ thì các tích phân f (x) dx và g (x) dx cùng
a a
hội tụ hay cùng phân kỳ.
+∞ +∞
Nếu k = 0 và tích phân g (x) dx hội tụ thì tích phân f (x) dx
a a
hội tụ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
68. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Định lý so sánh 2
Định lý so sách 2
Giả sử các hàm số f (x) , g (x) không âm, khả tích trên [a, b] và
f (x)
lim = k. Khi đó
x→+∞ g (x)
+∞ +∞
Nếu 0 < k < +∞ thì các tích phân f (x) dx và g (x) dx cùng
a a
hội tụ hay cùng phân kỳ.
+∞ +∞
Nếu k = 0 và tích phân g (x) dx hội tụ thì tích phân f (x) dx
a a
hội tụ.
+∞
k = +∞ và tích phân g (x) dx phân kỳ thì tích phân
a
+∞
f (x) dx phân kỳ.
a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
69. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý:
Cách sử dụng định lý so sánh 2
1 Kiểm tra f (x) là các hàm số không âm.
2 Tìm hàm g (x) bằng cách tìm hàm tương đương của f (x) khi
x → +∞
f (x)
3 Tính K = lim và kết luận
x→+∞ g (x)
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
70. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý:
Cách sử dụng định lý so sánh 2
1 Kiểm tra f (x) là các hàm số không âm.
2 Tìm hàm g (x) bằng cách tìm hàm tương đương của f (x) khi
x → +∞
f (x)
3 Tính K = lim và kết luận
x→+∞ g (x)
x→+∞ +∞
Hai hàm f (x) , g (x) không âm: Nếu f (x) g (x) thì f (x) dx và
a
+∞
g (x) dx cùng tính chất trên.
a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
71. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý:
Cách sử dụng định lý so sánh 2
1 Kiểm tra f (x) là các hàm số không âm.
2 Tìm hàm g (x) bằng cách tìm hàm tương đương của f (x) khi
x → +∞
f (x)
3 Tính K = lim và kết luận
x→+∞ g (x)
x→+∞ +∞
Hai hàm f (x) , g (x) không âm: Nếu f (x) g (x) thì f (x) dx và
a
+∞
g (x) dx cùng tính chất trên.
a √
+∞ x 3 dx
Ví dụ: Khảo sát sự hội tụ của tích phân I =
1 1 + x2
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
72. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý:
Cách sử dụng định lý so sánh 2
1 Kiểm tra f (x) là các hàm số không âm.
2 Tìm hàm g (x) bằng cách tìm hàm tương đương của f (x) khi
x → +∞
f (x)
3 Tính K = lim và kết luận
x→+∞ g (x)
x→+∞ +∞
Hai hàm f (x) , g (x) không âm: Nếu f (x) g (x) thì f (x) dx và
a
+∞
g (x) dx cùng tính chất trên.
a √
+∞ x 3 dx
Ví dụ: Khảo sát sự hội tụ của tích phân I = 2
1 1+x
√ 3
x
1 + x2 +∞ dx
Giải: Ta có lim 1 = +∞. Do
phân kỳ, nên theo định
x→+∞ 1 x
x
lý so sánh 2 suy ra I phân kỳ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
73. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Trường hợp f (x) có dấu bất kỳ
Định lý
+∞
Giả sử hàm số f (x) có dấu bất kỳ. Khi đó nếu |f (x)| dx hội tụ
a
+∞
thì f (x) dx cũng hội tụ.
a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
74. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Trường hợp f (x) có dấu bất kỳ
Định lý
+∞
Giả sử hàm số f (x) có dấu bất kỳ. Khi đó nếu |f (x)| dx hội tụ
a
+∞
thì f (x) dx cũng hội tụ.
a
Định nghĩa:
+∞ +∞
Nếu |f (x)| dx hội tụ thì f (x) dx hội tụ và được gọi
a a
+∞
f (x) dx hội tụ tuyệt đối.
a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
75. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Trường hợp f (x) có dấu bất kỳ
Định lý
+∞
Giả sử hàm số f (x) có dấu bất kỳ. Khi đó nếu |f (x)| dx hội tụ
a
+∞
thì f (x) dx cũng hội tụ.
a
Định nghĩa:
+∞ +∞
Nếu |f (x)| dx hội tụ thì f (x) dx hội tụ và được gọi
a a
+∞
f (x) dx hội tụ tuyệt đối.
a
+∞ +∞ +∞
Nếu f (x) dx hội tụ nhưng |f (x)| dx phân kỳ thì f (x) dx
a a a
được gọi là bán hội tụ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
76. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý
Trường hợp f (x) có dấu bất kỳ, để khảo sát sự hội tụ của tích phân
+∞
f (x) dx ta khảo sát sự hội tụ của tích phân có hàm không âm
a
+∞
|f (x)| dx. Khi đó ta có thể sử dụng được các định lý so sánh.
a
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
77. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ:
+∞ sin xdx
Khảo sát sự hội tụ của tích phân I =
1 x 2 + ln 2x
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
78. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ:
+∞ sin xdx
Khảo sát sự hội tụ của tích phân I =
1 x 2 + ln 2x
Giải: Nếu áp dụng định lý so sánh đánh giá
sin x 1 x→+∞ 1
f (x) = = g (x)
x2 + ln 2x x2 + ln 2x x2
suy ra I hội tụ, Kết quả này sai vì f (x) có dấu bất kỳ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
79. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ:
+∞ sin xdx
Khảo sát sự hội tụ của tích phân I =
1 x 2 + ln 2x
Giải: Nếu áp dụng định lý so sánh đánh giá
sin x 1 x→+∞ 1
f (x) = = g (x)
x2 + ln 2x x2 + ln 2x x2
suy ra I hội tụ, Kết quả này sai vì f (x) có dấu bất kỳ.
+∞ sin x
Xét tích phân có hàm không âm J = dx, ta có
1 x 2 + ln 2x
sin x 1 x→+∞ 1
|f (x)| =
x 2 + ln 2x x 2 + ln 2x x2
+∞ 1
Do dx hội tụ, do đó J hội tụ. Áp dụng định lý suy ra I hội tụ tuyệt
1 x2
đối.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
80. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý
a +∞
1 Các tích phân f (x) dx, f (x) dx cũng có kết quả tương tự.
−∞ −∞
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
81. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý
a +∞
1 Các tích phân f (x) dx, f (x) dx cũng có kết quả tương tự.
−∞ −∞
+∞
2 Với các tích phân chỉ có một điểm suy rộng f (x)dx khi tách có
a
+∞ +∞
dạng vô định G (x)|a + H(x)|a = ∞ − ∞ chưa kết luận được
tích phân ban đầu phân kỳ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
82. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Chú ý
a +∞
1 Các tích phân f (x) dx, f (x) dx cũng có kết quả tương tự.
−∞ −∞
+∞
2 Với các tích phân chỉ có một điểm suy rộng f (x)dx khi tách có
a
+∞ +∞
dạng vô định G (x)|a + H(x)|a = ∞ − ∞ chưa kết luận được
tích phân ban đầu phân kỳ.
+∞
3 Với tích phân có hai điểm suy rộng f (x) dx khi tách ra thành
−∞
a +∞
các tích phân f (x)dx + f (x)dx chỉ cần một trong hai tích
−∞ a
phân phân kỳ thì tích phân ban đầu phân kỳ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
83. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Định nghĩa
Định nghĩa 1
Điểm x0 được gọi là điểm bất thường (hay điểm kỳ dị) của đường
cong y = f (x) nếu lim f (x) = ∞
x→x0
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
84. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Định nghĩa
Định nghĩa 1
Điểm x0 được gọi là điểm bất thường (hay điểm kỳ dị) của đường
cong y = f (x) nếu lim f (x) = ∞
x→x0
Giả sử trên [a, b] hàm số y = f (x) có một điểm bất thường duy nhất
là x0 = b
Khi đó
b b−t
f (x)dx := lim f (x)dx
t→0
a a
(0 < t < b − a) được gọi là tích
phân suy rộng loại hai của f (x)
trên [a, b]
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
85. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Định nghĩa
Giả sử trên [a, b] hàm số y = f (x) có một điểm bất thường duy nhất
là x0 = a
Khi đó tích phân suy rộng loại hai
của f (x) trên [a, b] là
b b
f (x)dx := lim f (x)dx
t→0
a a+t
trong đó (0 < t < b − a)
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
86. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Định nghĩa
Giả sử trên [a, b] hàm số y = f (x) có một điểm bất thường duy nhất
là c ∈ [a, b]
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
87. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Định nghĩa
Giả sử trên [a, b] hàm số y = f (x) có một điểm bất thường duy nhất
là c ∈ [a, b]
Khi đó tích phân suy rộng loại hai
của f (x) trên [a, b] là
b c b
f (x)dx = f (x)dx+ f (x)dx
a a c
c−t b
= lim f (x)dx + lim f (x)dx
t→0 t→0
a c+t
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
88. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Định nghĩa
Giả sử trên [a, b] hàm số y = f (x) có một điểm bất thường duy nhất
là c ∈ [a, b]
Khi đó tích phân suy rộng loại hai
của f (x) trên [a, b] là
b c b
f (x)dx = f (x)dx+ f (x)dx
a a c
c−t b
= lim f (x)dx + lim f (x)dx
t→0 t→0
a c+t
Tích phân vế trái là hội tụ khi và chỉ khi cả hai tích phân ở vế phải hội tụ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
89. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Nhận xét
1 Các khái niệm hội tụ, phân kỳ giống như trong tích phân suy rộng
loại một.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
90. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Nhận xét
1 Các khái niệm hội tụ, phân kỳ giống như trong tích phân suy rộng
loại một.
2 Tương tự tích phân suy rộng loại một: có hai tiêu chuẩn so sánh cho
tích phân hàm không âm.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
91. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Nhận xét
1 Các khái niệm hội tụ, phân kỳ giống như trong tích phân suy rộng
loại một.
2 Tương tự tích phân suy rộng loại một: có hai tiêu chuẩn so sánh cho
tích phân hàm không âm.
3 Khái niệm hội tụ tuyệt đối cũng tương tự trong tích phân suy rộng
loại một: Hội tụ tuyệt đối thì hội tụ.
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
92. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
0 dx
Tính I = √
−1 1 − x2
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
93. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
0 dx
Tính I = √
−1 1 − x2
Giải: Ta có điểm x = −1 là điểm bất thường nên
0 dx 0 dx 0
I = √ = lim √ = lim arcsin x |−1+ε
−1 1 − x2 ε→0 −1+ε 1 − x2 ε→0
π
= lim (− arcsin (−1 + ε)) =
ε→0 2
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
94. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
3 dx
Tính tích phân I =
0 x −1
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH
95. Định nghĩa, tính chất Tích phân suy rộng loại 1
Hai phương pháp tính tích phân Tích phân suy rộng loại 2 (Hàm dưới dấu tích phân có điểm gián đoạn vô cực tr
Tích phân suy rộng Bài tập
Ví dụ
dx 3
Tính tích phân I =
0 x −1
Giải: Ta có điểm x = 1 là điểm bất thường trên [0, 3] nên
1 3
dx dx
I = + = I1 + I2
x −1 x −1
0 1
Mặt khác do
1−t
dx 1−t
I1 = lim = lim ln |x − 1| |0 = lim ln |t| = +∞
t→0 x − 1 t→0 t→0
0
Vậy I phân kỳ
Đàm Thanh Phương, Ngô Mạnh Tưởng Bài giảng: TOÁN CAO CẤP 1 Chương IX: TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH - TÍCH