Một trong những nguyên hàm gây đau đầu học sinh là nguyên hàm logarit, phần này ta đã được biết các công thức cơ bản. Bài viết này giới thiệu nguyên hàm ln nâng cao. Đây là công thức quan trọng, khó nhớ nên trước khi học phần này bạn phải học thuộc nguyên hàm cơ bản.

Phương pháp

a) $\int {\ln \left( {{u^2} + {b^2}} \right)du} = u\ln \left( {{u^2} + {b^2}} \right) + 2b.\arctan \left( {\frac{u}{a}} \right) – 2u + C$

b) $\int {u\ln \left( {au + b} \right)du} = \frac{{bu}}{{2a}} – \frac{{{u^2}}}{4} + \frac{1}{2}\left( {{u^2} – \frac{{{b^2}}}{{{a^2}}}} \right)\ln \left( {au + b} \right) + C$

c) $\int {\frac{{\ln \left( {au} \right)du}}{u}} = \frac{1}{2}{\left( {\ln \left( {au} \right)} \right)^2} + C$

d) $\int {\ln \left( {au + b} \right)du} = \left( {u + \frac{b}{a}} \right)\ln \left( {au + b} \right) – u + C,a \ne 0$

e) $\int {\ln \left( {{u^2} – {a^2}} \right)du} = u\ln \left( {{u^2} – {a^2}} \right) + a.ln\left( {\frac{{u + a}}{{u – a}}} \right) – 2u + C$

f) $\int {\ln \left( {au} \right)du} = u\ln \left( {au} \right) – u + C$

Bài tập vận dụng

Câu 1. $\begin{array}{l}\\\\\\\\\\\end{array}$ Hàm số\(f(x) = {e^x}\left( {\ln 2 + \frac{{{e^{ – x}}}}{{si{n^2}x}}} \right)\) có họ nguyên hàm là

A. \(F\left( x \right) = {e^x}\ln 2 – \cot x + C\).

B. \(F\left( x \right) = {e^x}\ln 2 + \cot x + C\).

C. \(F\left( x \right) = {e^x}\ln 2 + \frac{1}{{{{\cos }^2}x}} + C\).

D. \(F\left( x \right) = {e^x}\ln 2 – \frac{1}{{{{\cos }^2}x}} + C\).

Hướng dẫn giải

$\int {f(x)} dx = \int {\left( {{e^x}\ln 2 + \frac{1}{{si{n^2}x}}} \right)} dx = {e^x}\ln 2 – \cot x + C$

Câu 2. Tính \(\int {\ln xdx} \) bằng:

A. \(x\ln x – x + C\).

B. $x\ln x – \frac{{{x^2}}}{2}\ln x + C$.

C. \(\frac{1}{x}\ln x – x + C\).

D. \(x\ln x – \frac{1}{x} + C\).

Hướng dẫn giải

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}u = \ln x\\dv = dx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \frac{1}{x}dx\\v = x\end{array} \right.\). Ta có\(\int {\ln xdx} = x\ln x – \int {dx = } x\ln x – x + C\).

Câu 3. Tính \(\int {2x\ln (x – 1)dx} \) bằng:

A. \(({x^2} – 1)\ln (x – 1) – \frac{{{x^2}}}{2} – x + C\).

B. \({x^2}\ln (x – 1) – \frac{{{x^2}}}{2} – x + C\).

C. \(({x^2} + 1)\ln (x – 1) – \frac{{{x^2}}}{2} – x + C\).

D. \(({x^2} – 1)\ln (x – 1) – \frac{{{x^2}}}{2} + x + C\).

Hướng dẫn giải

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}u = \ln (x – 1)\\dv = 2xdx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \frac{1}{{x – 1}}dx\\v = {x^2} – 1\end{array} \right.\)

Ta có\(\int {2x\ln (x – 1)dx} = ({x^2} – 1)\ln (x – 1) – \int {(x + 1)dx = } ({x^2} – 1)\ln (x – 1) – \frac{{{x^2}}}{2} – x + C\).

Câu 4. Kết quả tính \(\int {2x\ln (x – 1)dx} \) bằng:

A. \(({x^2} – 1)\ln (x – 1) – \frac{{{x^2}}}{2} – x + C\).

B. \({x^2}\ln (x – 1) – \frac{{{x^2}}}{2} – x + C\).

C. \(({x^2} + 1)\ln (x – 1) – \frac{{{x^2}}}{2} – x + C\).

D. \(({x^2} – 1)\ln (x – 1) – \frac{{{x^2}}}{2} + x + C\).

Hướng dẫn giải

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}u = \ln (x – 1)\\dv = 2xdx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \frac{1}{{x – 1}}dx\\v = {x^2} – 1\end{array} \right.\)

Ta có\(\int {2x\ln (x – 1)dx} = ({x^2} – 1)\ln (x – 1) – \int {(x + 1)dx = } ({x^2} – 1)\ln (x – 1) – \frac{{{x^2}}}{2} – x + C\)

Câu 5. Biết hàm số \(F(x)\) là một nguyên hàm của hàm số \(f(x) = \frac{{\ln x}}{{x\sqrt {{{\ln }^2}x + 3} }}\) có đồ thị đi qua điểm \(\left( {e;2016} \right)\). Khi đó hàm số \(F\left( 1 \right)\) là

A. \(\sqrt 3 + 2014\).

B. \(\sqrt 3 + 2016\).

C. \(2\sqrt 3 + 2014\).

D. \(2\sqrt 3 + 2016\).

Hướng dẫn giải

Đặt \(t = \sqrt {{{\ln }^2}x + 3} \) và tính được \(F\left( x \right) = \sqrt {{{\ln }^2}x + 3} + C\).

\(F\left( e \right) = 2016 \Rightarrow C = 2014 \Rightarrow F\left( x \right) = \sqrt {{{\ln }^2}x + 3} + 2014 \Rightarrow F\left( 1 \right) = \sqrt 3 + 2014\)

By Admin

Leave a Reply

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