67 bài tập Tìm nguyên hàm của một số hàm số thường gặp (dùng bảng nguyên hàm) (có lời giải)

\(\int {{x^2}} \;{\rm{d}}x = \frac{{{x^3}}}{3} + C\) trên \(\mathbb{R}\).

\(\int {{x^4}} \;{\rm{d}}x = \frac{{{x^5}}}{5} + C\)

Hàm só́ \(f(x)\) cân tìm là một nguyên hàm của hảm số \({f^\prime }(x) = 2x + \frac{1}{{{x^2}}}\).

Ta có: \(\int {\left( {2x + \frac{1}{{{x^2}}}} \right)} {\rm{d}}x = \int 2 x\;{\rm{d}}x + \int {\frac{1}{{{x^2}}}} \;{\rm{d}}x = {x^2} - \frac{1}{x} + C.\)

Do đó, hàm só́ \(f(x)\) có dạng \(f(x) = {x^2} - \frac{1}{x} + C,x \in (0; + \infty )\).

Theo già thiết, \(f(1) = {1^2} - 1 + C = 1\) nên \(C = 1\) và \(f(x) = {x^2} - \frac{1}{x} + 1,x \in (0; + \infty )\).

Đáp số: \(f(4) = \frac{{67}}{4}\).

\(\int {\frac{1}{{{{\sin }^2}x}}} \;{\rm{d}}x =  - \cot x + C\) trên \((0;\pi )\).

\(\int {{e^{2x}}} \;{\rm{d}}x = \int {{{\left( {{e^2}} \right)}^x}} \;{\rm{d}}x = \frac{{{e^{2x}}}}{{\ln {e^2}}} + C = \frac{{{e^{2x}}}}{2} + C\).

\(\int {\left( { - \frac{{\cos x}}{4}} \right)} {\rm{d}}x =  - \frac{1}{4}\int {\cos } x\;{\rm{d}}x =  - \frac{1}{4}\left( {\sin x + {C_1}} \right) =  - \frac{1}{4}\sin x + C\left( {C =  - \frac{{{C_1}}}{4}} \right)\).

 \(\int {{2^{2x + 1}}} \;{\rm{d}}x = 2\int {{4^x}} \;{\rm{d}}x = 2\left( {\frac{{{4^x}}}{{\ln 4}} + {C_1}} \right) = \frac{{{4^x}}}{{\ln 2}} + C\left( {C = 2{C_1}} \right)\).

Dùng tính chất và công thức nguyên hàm của hàm số luỹ thừa.

Đáp số: \(\int {\left( {3{x^2} + 2x - 1} \right)} {\rm{d}}x = {x^3} + {x^2} - x + C\).

Ta có \({\left[ {{{(2x + 1)}^3}} \right]^\prime } = 3{(2x + 1)^2}{(2x + 1)^\prime } = 6{(2x + 1)^2}\). Do đó \(\frac{{{{(2x + 1)}^3}}}{6}\) là một nguyên hàm của hàm số \({(2x + 1)^2}\) trên \(\mathbb{R}\). Vậy \(\int {{{(2x + 1)}^2}} \;{\rm{d}}x = \frac{{{{(2x + 1)}^3}}}{6} + C\).

GV có thể hướng dẵn HS khai triển hằng đẳng thức và dùng tính chất của nguyên hàm kết hợp với bảng nguyên hàm.

Ta có \(f(x) = {\left( {2x - \frac{1}{x}} \right)^2} = 4{x^2} - 4 + \frac{1}{{{x^2}}}\) nên

\(\int {{{\left( {2x - \frac{1}{x}} \right)}^2}} \;{\rm{d}}x = \int 4 {x^2}\;{\rm{d}}x - \int 4 \;{\rm{d}}x + \int {\frac{1}{{{x^2}}}} \;{\rm{d}}x = \frac{{4{x^3}}}{3} - 4x - \frac{1}{x} + C\).

Ta có:

\(\int {\left( {3\sqrt x  + \frac{1}{{\sqrt[3]{x}}}} \right)} {\rm{d}}x = \int 3 \sqrt x \;{\rm{d}}x + \int {\frac{1}{{\sqrt[3]{x}}}} \;{\rm{d}}x = 3\int {{x^{\frac{1}{2}}}} \;{\rm{d}}x + \int {{x^{ - \frac{1}{3}}}} \;{\rm{d}}x = 3 \cdot \frac{2}{3}{x^{\frac{3}{2}}} + \frac{3}{2}{x^{\frac{2}{3}}} + C\)

Đáp số: \(\int {\left( {3\sqrt x  + \frac{1}{{\sqrt[3]{x}}}} \right)} {\rm{d}}x = 2x\sqrt x  + \frac{3}{2}\sqrt[3]{{{x^2}}} + C\).

Phån tích tương tưu, ta có:

\(\int {\sqrt x } \left( {7{x^2} - 3} \right){\rm{d}}x = \int 7 {x^{\frac{5}{2}}}\;{\rm{d}}x - \int 3 {x^{\frac{1}{2}}}\;{\rm{d}}x = 7 \cdot \frac{2}{7}{x^{\frac{7}{2}}} - 3 \cdot \frac{2}{3}{x^{\frac{3}{2}}} + C{\rm{. }}\)

Đap só: \(\int {\sqrt x } \left( {7{x^2} - 3} \right){\rm{d}}x = 2\left( {{x^3} - x} \right)\sqrt x  + C\).

Khai triên \({(2x + 1)^2} = 4{x^2} + 4x + 1\) và chia cho \({x^2}\). Dùng tính chắt của nguyên hàm.

Đáp số; \(\int {\frac{{{{(2x + 1)}^2}}}{{{x^2}}}} \;{\rm{d}}x = 4x + 4\ln |x| - \frac{1}{x} + C\).

Biến đời ${\left(\sin \frac{x}{2}-\cos \frac{x}{2}\right)}^2={\sin }^2\frac{x}{2}-2\sin \frac{x}{2}\cos \frac{x}{2}+{\cos }^2\frac{x}{2}=1-\sin x$

Sử dụng còng thức biến đôi \(1 + {\tan ^2}x = \frac{1}{{{{\cos }^2}x}}\) ta được

\(\int {\left( {x + {{\tan }^2}x} \right)} {\rm{d}}x = \int {\left( {x - 1 + \frac{1}{{{{\cos }^2}x}}} \right)} {\rm{d}}x = \int x \;{\rm{d}}x - \int {\rm{d}} x + \int {\frac{1}{{{{\cos }^2}x}}} \;{\rm{d}}x.\)

Đap só: \(\int {\left( {x + {{\tan }^2}x} \right)} {\rm{d}}x = \frac{{{x^2}}}{2} - x + \tan x + C\).

Từ ý nghĩa hình học của đạo hàm, ta đà biết hệ số góc tiếp tuyến của đô thị \(({\rm{C}})\) tại điểm \(M(x;f(x)) \in (C)\) là \({k_M} = {f^\prime }(x)\). Do đó, hàm só́ \(f(x)\) có đạo hàm \({f^\prime }(x) = {(x - 1)^2}\). Vì \(f(0) = 0\) ta được \(f(x) = \frac{{{{(x - 1)}^3} + 1}}{3}\) là hàm số cần tìm.