Bài tập Toán 12: Nguyên hàm và các phương pháp tìm nguyên hàm
Chuyên đề Nguyên hàm môn Toán 12: bảng nguyên hàm cơ bản, phương pháp đổi biến số, phương pháp nguyên hàm từng phần và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết.
Bài tập Toán 12: Nguyên hàm và các phương pháp tìm nguyên hàm
Tóm tắt chuyên đề: Chuyên đề Nguyên hàm môn Toán 12: bảng nguyên hàm cơ bản, phương pháp đổi biến số, phương pháp nguyên hàm từng phần và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết.
I. Lý thuyết trọng tâm cần nhớ
1. Nguyên hàm
Định nghĩa: Cho hàm số f(x) xác định trên K. Hàm số F(x) được gọi là nguyên hàm của hàm số f(x) trên K nếu F′(x)=f(x) với mọi x thuộc K. Tổng quát, ta có: Cho F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên K. Khi đó:
Với mỗi hằng số C, hàm số F(x)+C cũng là một nguyên hàm của f(x) trên K.
Nếu G(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên K thì tồn tại hằng số C sao cho G(x)=F(x)+C với mọi x thuộc K. Như vậy, mọi nguyên hàm của hàm số f(x) trên K đều có dạng F(x)+C, với C là hằng số. Ta gọi F(x)+C,C∈R là họ tất cả các nguyên hàm của f(x) trên K,
Kí hiệu
Viết
2. Nguyên hàm một số hàm số sơ cấp cơ bản
Nguyên hàm hàm sơ cấpVới α=−1, ta có: ; ;;;Với a>0,a=1, ta có:
3. Tính chất
Cho f(x),g(x) là hai hàm số liên tục trên K.⑴ với k là hằng số khác 0⑵ ⑶
II. Phân dạng bài tập & Phương pháp giải
Dạng 1. Áp dụng định nghĩa
Cho F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên K. Khi đó:
Với mỗi hằng số C, hàm số F(x)+C cũng là một nguyên hàm của f(x) trên K.
Nếu G(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên K thì tồn tại hằng số C sao cho G(x)=F(x)+C∀x∈K. Như vậy, mọi nguyên hàm của hàm số f(x) trên K đều có dạng F(x)+C, với C là hằng số. Ta gọi F(x)+C,C∈R là họ tất cả các nguyên hàm của f(x) trên K,
Kí hiệu
Viết Phương pháp
Ví dụ 1.1. Chứng minh F(x)=2x3−5x+4 là một nguyên hàm của hàm số f(x)=6x2−5 trên R.
Lời giải:
Ta có:F′(x)=(2x3−5x+4)′=6x2−5=f(x) với mọi x thuộc R.
Vậy F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên R.
Ví dụ 1.2. Tìm trên (−2π;2π).
Lời giải:
Vì (tanx)′=cos2x1 với mọi x thuộc (−2π;2π)
Nên F(x)=tanx là một nguyên hàm của cos2x1 trên (−2π;2π).
Vậy trên (−2π;2π).
Ví dụ 1.3. Trong mỗi trường hợp sau, hàm số F(x) có là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên khoảng tương ứng không? Vì sao?⑴F(x)=xlnx và f(x)=1+lnx trên khoảng (0;+∞);⑵F(x)=esinx và f(x)=ecosx trên R.
Lời giải:
⑴F(x)=xlnx và f(x)=1+lnx trên khoảng (0;+∞);
∀x∈(0;+∞), ta có F′(x)=lnx+x.x1=lnx+1=f(x) nên hàm số F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên khoảng (0;+∞).
⑵F(x)=esinx và f(x)=ecosx trên R.
Vì F′(x)=esinxcosx=f(x)=ecosx nên hàm số F(x) không là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên R.
Dạng 2. Nguyên hàm hàm số lũy thừa
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ Ta có thể áp dụng lũy thừa với số mũ thực để biến đổi. Cho a,b là những số thực dương,α,β là những số thực bất kì. Khi đó:
aαaβ=aα+β
aβaα=aα−β
(aα)β=aα.β
(ab)α=aαbα
(ba)α=bαaα Phương pháp
Ví dụ 2.1. Nguyên hàm của hàm số f(x)=x3+x là
Lời giải:
.
Ví dụ 2.2. Nguyên hàm của các hàm số ⑴f(x)=31x3−2x2+x−2024⑵f(x)=(x+1)(x+2)(x+3)
Lời giải:
⑴f(x)=31x3−2x2+x−2024
⑵f(x)=(x+1)(x+2)(x+3)
f(x)=(x+1)(x+2)(x+3)=x3+6x2+11x+6.
Ví dụ 2.3. Nguyên hàm của các hàm số ⑴ ⑵
Lời giải:
⑴
.
⑵
.
Dạng 3. Nguyên hàm hàm số lượng giác
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ Ta có thể áp dụng các công thức liên quan để biến đổi.01Công thức cơ bản①sin2α+cos2α=1②1+tan2α=cos2α1,α=2π+kπ③1+cot2α=sin2α1,α=kπ④tanα.cotα=1,α=2kπ 02Công thức cộng①sin(a±b)=sinacosb±sinbcosa②cos(a±b)=cosacosb∓sinasinb③tan(a±b)=1∓tanatanbtana±tanb 03Công thức nhân đôi①sin2α=2sinαcosα②cos2α=cos2α−sin2α=2cos2α−1=1−2sin2α③tan2α=t2anα1−tan2α, 04Công thức hạ bậc①sin2α=21−cos2α②cos2α=21+cos2α③tan2α=1+cos2α1−cos2α,α=2π+kπ 05Công thức tích thành tổng①cosacosb=21[cos(a−b)+cos(a+b)]②sinasinb=21[cos(a−b)−cos(a+b)]③sinacosb=21[sin(a+b)+sin(a−b)]④cosasinb=21[sin(a+b)−sin(a−b)] Phương pháp
Ví dụ 3.1. Nguyên hàm của các hàm số ⑴f(x)=1+sinx⑵f(x)=2sinx+3x⑶f(x)=cos22x⑷f(x)=1−cos2x1
Lời giải:
⑴f(x)=1+sinx
.
⑵f(x)=2sinx+3x
⑶f(x)=cos22x
Ta có:
⑷f(x)=1−cos2x1
.
Ví dụ 3.2. Tìm nguyên hàm
Lời giải:
.
Ví dụ 3.3. Nguyên hàm của các hàm số ⑴ ⑵
Lời giải:
⑴
⑵
.
Dạng 4. Nguyên hàm hàm số mũ
⑴ ⑵ Ta có thể áp dụng các công thức liên quan để biến đổi:Cho a,b là những số thực dương,α,β là những số thực bất kì. Khi đó:
aαaβ=aα+β
aβaα=aα−β
(aα)β=aα.β
(ab)α=aαbα
(ba)α=bαaα Phương pháp
Ví dụ 4.1. Nguyên hàm của các hàm số ⑴f(x)=e2x−1⑵f(x)=3−x⑶f(x)=7x.2x+2
Lời giải:
⑴f(x)=e2x−1
⑵f(x)=3−x
⑶f(x)=7x.2x+2
.
Ví dụ 4.2. Nguyên hàm của các hàm số ⑴ ⑵
Lời giải:
⑴
Ta có: .
⑵
Ta có: .
Dạng 5. Nguyên hàm có điều kiện
Bài toán: Tìm nguyên hàm F(x) của f(x) thỏa F(a)=b
Bước 1: Dựa vào bảng nguyên hàm, tính chất nguyên hàm, các phương pháp biến đổi.
Bước 2: Dựa vào điều kiện của giả thiết:F(a)=b để tìm C.
Bước 3: Kết luận. Phương pháp
Ví dụ 5.1. Cho hàm số f′(x)=3x2. Tìm nguyên hàm f(x) của f′(x) thỏa f(0)=1.
Lời giải:
Ta có
Mà f(0)=1⇒03+C=1⇔C=1. Vậy f(x)=x3+C.
Ví dụ 5.2. Tìm nguyên hàm F(x) của hàm số f(x)=sinx+cosx thoả mãn F(2π)=2.
Lời giải:
Có
Do F(2π)=−cos2π+sin2π+C=2⇔1+C=2⇔C=1⇒F(x)=−cosx+sinx+1.
Ví dụ 5.3. Cho F(x) là một nguyên hàm của f(x)=ex+2x thỏa mãn F(0)=23. Tìm F(x)
Lời giải:
Ta có
Theo bài ra ta có:F(0)=1+C=23⇒C=21⇒F(x)=ex+x2+21.
Ví dụ 5.4. Cho F(x) là một nguyên hàm của f(x)=2x−11,x=21 và F(1)=0. Tính F(5).
Lời giải:
Ta có
Mà F(1)=0⇔21ln∣2.1−1∣+C=0⇔C=0
⇒F(x)=21ln∣2x−1∣
Vậy F(5)=21ln∣2.5−1∣=21ln9=ln3.
Ví dụ 5.5. Cho hàm số y=f(x) xác định trên khoảng (0;+∞). Biết rằng f′(x)=2x+x21 với mọi x∈(0;+∞) và f(1)=1. Tính giá trị f(4).
Lời giải:
Với mọi x∈(0;+∞), ta có:
.
Vì f(1)=1⇒C=1⇒f(x)=x2−x1+1⇒f(4)=16−41+1=467
Ví dụ 5.6. Cho hàm số y=f(x) có đạo hàm f′(x)=12x2+2 với mọi x∈R và f(1)=3. Biết F(x) là nguyên hàm của f(x) thoả mãn F(0)=2. Tính giá trị F(1).
Lời giải:
Với mọi x∈R, ta có:
.
Vì f(1)=3⇒C1=−3⇒f(x)=4x3+2x−3.
Lại có:
F(0)=2⇒C2=2⇒F(x)=x4+x2−3x+2⇒F(1)=1.
Dạng 6. Bài toán thực tế (liên quan đến vận tốc, gia tốc, quãng đường,…)
Bài toán: Tìm nguyên hàm F(x) của f(x) thỏa F(a)=b
Bước 1: Xét mối liên hệ giữa các đại lượng
Xét mối quan hệ giữa các đại lượng vận tốc v(t), quãng đường s(t) và thời gian t+ Đạo hàm của quãng đường là vận tốc:s′(t)=v(t)+ Nguyên hàm của vận tốc là quãng đường:
Xét mối quan hệ giữa các đại lượng vận tốc v(t), gia tốc a(t) và thời gian t+ Đạo hàm của vận tốc là gia tốc:v′(t)=a(t)+ Nguyên hàm của gia tốc là vận tốc:
Bước 2: Dựa vào điều kiện của giả thiết để tìm đại lượng yêu cầu.
Bước 3: Kết luận. Phương pháp
Ví dụ 6.1. Một ô tô đang chạy với vận tốc 19m/s thì hãm phanh và chuyển động chậm dần với tốc độ v(t)=19−2t(m/s). Kể từ khi hãm phanh, quãng đường ô tô đi được sau 5 giây là bao nhiêu?
Lời giải:
Ta có
Ta có s(0)=0⇔19.0−02+C=0⇔C=0
Nên s(t)=19t−t2
Vậy sau 5 giây thì t=5, quãng đường ô tô đi được là s(5)=19.5−52=70m.
Ví dụ 6.2. Một viên đạn được bắn thẳng đứng lên trên từ mặt đất. Giả sử tại thời điểm t giây (coi t=0 là thời điểm viên đạn được bắn lên), vận tốc của nó được cho bởi v(t)=160−9,8t(m/s). Tìm độ cao của viên đạn (tính từ mặt đất):⑴ Sau t=5 giây.⑵ Khi nó đạt độ cao lớn nhất (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ nhất).
Lời giải:
Gọi h(t) là độ cao của viên đạn bắn lên từ mặt đất sau t giây kể từ thời điểm đạn được bắn lên.
Khi đó .
Do h(0)=0 nên C=0⇒h(t)=−4,9t2+160t(m).
⑴ Sau t=5 giây.
Độ cao của viên đạn sau 5 giây là h(5)=−4,9.52+160.5=677,5(m).
⑵ Khi nó đạt độ cao lớn nhất (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ nhất).
Viên đạn đạt độ cao lớn nhất là h=−4aΔ=4964000≈1306,1(m) khi t=−2ab=49800 giây.
III. Bài tập trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn (Tự luyện tương tác)
Học sinh làm bài trực tiếp trên hệ thống để được chấm điểm và xem lời giải chi tiết tức thì.
Bài tập trắc nghiệm tự luyện bổ sung (Có lời giải chi tiết)
Câu 11: Cho hàm số f(x)=2x+ex. Tìm một nguyên hàm F(x) của hàm số f(x) thoả mãn F(0)=2024.
A.F(x)=x2+ex+2023.B.F(x)=x2+ex−2023.
C.F(x)=x2+ex+2022.D.F(x)=x2+ex−2024.
Xem lời giải chi tiết (Đáp án A)
Đáp án đúng: A
Ta có: F(0)=2024⇒C=2023⇒F(x)=x2+ex+2023.
Câu 12: Hàm số F(x)=3x+2x+xx là một nguyên hàm của hàm số nào dưới đây?
Ta có F′(x)=(3x+2x+xx)′=(x31+2x+x23)′=33x21+x1+23x.
Câu 13: Gọi F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x), với f(x)=x2x(x−3)2, biết F(1)=25. Tính F(2).
A.F(2)=2+9ln2.B.F(2)=−2+9ln2.
C.F(2)=1+9ln2.D.F(2)=7.
Xem lời giải chi tiết (Đáp án B)
Đáp án đúng: B
Ta có: . Vì F(1)=25⇒21−6+C=25⇒C=8 suy ra F(x)=2x2−6x+9ln∣x∣+8. Vậy F(2)=−2+9ln2.
Câu 14: Cho hàm số f(x)=3cosx−x2+sin2x4. Khẳng định nào dưới đây là đúng?
A. .B. .
C. .D. .
Xem lời giải chi tiết (Đáp án A)
Đáp án đúng: A
Ta có: =3sinx−2ln∣x∣−4cotx+C.
Câu 15: Cho hàm số y=f(x) có đồ thị là (C). Xét điểm M(x;f(x)) thay đổi trên (C). Biết rằng, hệ số góc của tiếp tuyến của đồ thị (C) tại M là kM=(x+2)2 và điểm A(0;1) thuộc đồ thị (C). Tìm biểu thức f(x).
A.f(x)=3x3+2x2+4x.B.f(x)=x3+2x2+4x+1.
C.f(x)=3x3−2x2+4x.D.f(x)=3x3+2x2+4x+1.
Xem lời giải chi tiết (Đáp án D)
Đáp án đúng: D
Hệ số góc của tiếp tuyến của đồ thị (C) tại M là kM=(x+2)2. Ta có điểm A(0;1) thuộc đồ thị (C)⇒f(0)=1⇒303+2.02+4.0+c=1⇒c=1. Vậy f(x)=3x3+2x2+4x+1.
IV. Bài tập trắc nghiệm Đúng / Sai (Cấu trúc mới GDPT 2018)
Thí sinh trả lời từ câu hỏi dưới đây. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn Đúng hoặc Sai.
Câu 1: Cho hàm số f(x)=ax3+bx, với a,b∈R. Các mệnh đề sau đúng hay sai?
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
(a) Biết a=b=1, nguyên hàm của hàm số f(x) là 4x4+2x2+C.
Với a=b=1, ta có f(x)=x3+x
Khi đó .
Chọn ĐÚNG.
(b) Biết a=b=4, nguyên hàm của hàm số f(x) là x4+2x2+C.
Với a=b=4, ta có f(x)=4x3+4x
Khi đó .
Chọn ĐÚNG.
(c) Biết f(1)=6;f(2)=36, nguyên hàm của hàm số f(x) là x4−x2+C.
Ta có {f(1)=6f(2)=36⇔{a+b=68a+2b=36⇔{a=4b=2, suy ra f(x)=4x3+2x
Khi đó .
Chọn SAI.
(d) Biết f(1)=2;f(−2)=−52, nguyên hàm của hàm số f(x) là 2x4−3x2+C.
Ta có {f(1)=2f(−2)=−52⇔{a+b=2−8a−2b=−52⇔{a=8b=−6, suy ra f(x)=8x3−6x
Khi đó .
Chọn ĐÚNG.
Câu 2: Gọi hàm số F(x)=x2x2−1 là một nguyên hàm của hàm số f(x), với x=0. Khi đó:
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
(a) f(x)=2−x21.
Theo đề ta có f(x)=F′(x)=(x2x2−1)′=(2x−x1)′=2+x21.
Chọn SAI.
(b) .
Theo đề ta có .
Chọn ĐÚNG.
(c) .
Theo đề ta có .
Chọn SAI.
(d) .
.
Chọn ĐÚNG.
Câu 3: Cho hàm số . Xét tính đúng-sai của các khẳng định sau:
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
Ta có
(a) F(x)=72x3x−2x2x+32xx+C.
Theo (1) ta có F(x)=72x3x−2x2x+32xx+C.
Chọn ĐÚNG.
(b) Tổng a+b+c=12.
Theo (1) ta có a=2;b=7;c=3⇒a+b+c=2+7+3=12.
Chọn ĐÚNG.
(c) Tích a.b.c=42.
Theo (1) ta có a=2;b=7;c=3⇒a.b.c=2.7.3=42.
Chọn ĐÚNG.
(d) F(1)=212002 thì F(x)=72x3x−2x2x+32xx+2024.
Theo (1) ta có F(1)=72.13.1−2.12.1+32.1.1+C=212002⇔21−22+C=212002⇒C=212024
⇒F(x)=72x3x−2x2x+32xx+212024.
Chọn SAI.
Câu 4: Cho và . Mỗi khẳng định dưới đây đúng hay sai?
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
(a) I1=ex−x1+C.
Vì .
Chọn ĐÚNG.
(b) I2=2e2x−1+ln∣x∣+C.
Ta có:
Chọn SAI.
(c) I1+I2=ex+2e2x−1+C.
Ta có:
Chọn ĐÚNG.
(d) Gọi F(x) là nguyên hàm của hàm số f(x), với f(x)=ex+x21. Nếu F(1)=e thì F(ln2)=1−ln21.
Câu 7: Cho hàm số y=f(x) có đạo hàm là f′(x)=8x3+sinx,∀x∈R. Xét tính đúng, sai của các phát biểu sau:
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
(a) Hàm số y=f(x) là một nguyên hàm của hàm số f′(x).
Chọn ĐÚNG.
(b) Biết f(0)=3. Khi đó,f(x)=2x4−cosx+3.
Ta có:
Hàm số y=f(x) là một nguyên hàm của hàm số f′(x) và f(0)=3
⇒{f(x)=2x4−cosx+C1f(0)=3
Vì f(0)=3⇒C1=4⇒f(x)=2x4−cosx+4.
Chọn SAI.
(c) , với C là hằng số.
Chọn SAI.
(d) Biết F(x) là nguyên hàm của f(x) thoả mãn F(0)=2. Khi đó,F(1)=532−sin1.
Biết F(x) là nguyên hàm của f(x) thoả mãn F(0)=2.
⇒{F(x)=52x5−sinx+4x+CF(0)=2
Vì F(0)=2⇒C=2⇒F(x)=52x5−sinx+4x+2⇒F(1)=532−sin1
Chọn ĐÚNG.
Câu 8: Biết F(x)=3x2+2x−lnx+C,x∈(0;+∞) là hàm của hàm số f(x).
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
(a) f(x)=6x+2−x1,x∈(0;+∞).
f(x)=F′(x)=6x+2−x1,x∈(0;+∞)
Chọn ĐÚNG.
(b) F(1)=3. Khi đó F(2)=14−ln2
F(1)=3⇔3+2+C=3⇔C=−2
Suy ra F(x)=3x2+2x−lnx−2,x∈(0;+∞)
Vậy F(2)=14−ln2
Chọn ĐÚNG.
(c) f(1)=1.
f(x)=6x+2−x1,x∈(0;+∞). Suy ra f(1)=7
Chọn SAI.
(d) Bất phương trình f(x)+x1−8<0 có tập nghiệm là (−∞;1).
f(x)=6x+2−x1,x∈(0;+∞).
{f(x)+x1−8<0x>0⇔{6x+2−x1+x1−8<0x>0⇔0<x<1
Vậy tập nghiệm bất phương trình là (0;1)
Chọn SAI.
Câu 9: Biết F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x)=xx2+1 trên khoảng (0;+∞).
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
(a) F(x)=2x2+lnx+2025.
F(x)=2x2+lnx+C
Một nguyên hàm F(x)=2x2+lnx+2025
Chọn ĐÚNG.
(b) Biết F(1)=23, khi đó F(e)=2e2+1
F(x)=2x2+lnx+C
F(1)=23⇔21+C=23⇔C=1. Suy ra F(x)=2x2+lnx+1
Vậy F(e)=2e2+2
Chọn SAI.
(c) F(x)=f′(x),∀x∈(0;+∞)
Theo định nghĩa nguyên hàm F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) khi và chỉ khi F′(x)=f(x)
Chọn SAI.
(d) Biết rằng đồ thị của hàm số F(x) đi qua M(e;2e2). Khi đó F(1)=21
F(x)=2x2+lnx+C, đồ thị của hàm số F(x) đi qua M(e;2e2) nên ta có phương trình 2e2=2e2+lne+C⇔C=−1
F(x)=2x2+lnx−1. Suy ra F(1)=21+ln1−1=−21
Chọn SAI.
Câu 10: Cho hàm số y=f(x) xác định trên (−∞;0). Biết rằng f′(x)=2x+x21.
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
(a) f(1)=2. Khi đó f(x)=x2−x1+2.
f(1)=2⇒C=2
Suy ra f(x)=x2−x1+2
Chọn ĐÚNG.
(b) f(1)=0. Phương trình f(x)=0 có hai nghiệm.
f(1)=0⇒C=0
Suy ra f(x)=0⇔x2−x1=0⇔x3−1=0⇔x=1
Vậy phương trình f(x)=0 có duy nhất một nghiệm.
Chọn SAI.
(c) Đồ thị hàm số y=f(x) đi qua điểm M(−1;2). Khi đó f(2)=213
.
Đồ thị hàm số y=f(x) đi qua điểm M(−1;5) ta được 2+C=5⇒C=3
Suy ra f(x)=x2−x1+3
f(2)=22−21+3=213
Chọn ĐÚNG.
(d) f(−2)=41. Hàm số g(x)=xf(x) có 3 điểm cực trị.
f(−2)=41⇔4+41+C=41⇔C=−4.
f(x)=x2−x1−4
g(x)=xf(x)=x(x2−x1−4)=x3−4x
g′(x)=3x2−4,g′(x)=0⇔x=±323, nên hàm số y=g(x) có 2 điểm cực trị.
Chọn SAI.
Câu 11: Cho hàm số f(x), biết f′(x)=x2x+1, biết f(−2)=23 và f(2)=2ln2−23. Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng ? Khẳng định nào sai ?
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
(a) Hàm số f(x)=ln∣x∣−x1+C, với C là hằng số.
Ta có:=ln∣x∣−x1+C
Chọn ĐÚNG.
(b) Hàm số , với C1,C2 là hằng số.
Ta có:f(x)=ln∣x∣−x1+C, nên ta có hai trường hợp ∣x∣={x,khix>0−x,khix<0
Chọn ĐÚNG.
(c) Giá trị f(−1)=2−ln2.
Từ dữ kiện đề bài ta có:{f(−2)=23f(2)=2ln2−23⇔{ln2+21+C2=23ln2−21+C1=2ln2−23⇔{C2=1−ln2C1=ln2−1
⇒f(x)={lnx−x1+ln2−1,khix>0ln(−x)−x1+1−ln2,khix<0. Giá trị f(−1)=ln1+1+1−ln2=2−ln2
Chọn ĐÚNG.
(d) Giá trị f(4)=3ln2
Ta có:f(4)=ln4−41+ln2−1=3ln2−45
Chọn SAI.
Câu 12: Một vật chuyển động đều với vận tốc có phương trình v(t)=t2−2t+1, trong đó t được tính bằng giây , quãng đường s(t) được tính bằng mét. Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng ? Khẳng định nào sai ?
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
(a) Quãng đường đi được của vật sau 2 giây là:32(m)
Ta có quãng đường vật đi được sau 2 giây là:
Chọn ĐÚNG.
(b) Quãng đường vật đi được khi gia tốc bị triệt tiêu là 31(m)
Ta có: gia tốc a(t)=v′(t)=2t−2, do gia tốc bị triệt tiêu ⇔a(t)=0⇔2t−2=0⇔t=1(s)
Quãng đường vật đi được sau 1 giây là:
Chọn ĐÚNG.
(c) Quãng đường vật đi được trong khoảng từ 2 giây đến thời gian mà vận tốc đạt 9(m/s) là:326(m)
Ta có: vận tốc đạt 9(m/s)⇔v(t)=9⇔t2−2t+1=9⇔[t=4t=−2⇒t=4 (nhận)
Quãng đường vật đi được trong khoảng từ 2 giây đến 4 giây là
Chọn ĐÚNG.
(d) Quãng đường vật đi được từ 0 giây đến thời gian mà gia tốc bằng 10(m/s2) là 44(m)
Ta có: gia tốc a(t)=10⇔2t−2=10⇔t=6(s)
Quãng đường vật đi được từ 0 giây đến 6 giây là
Chọn SAI.
Câu 13: Cho hàm số y=f(x) có đồ thị là (C). Xét điểm M(x;f(x)) thay đổi trên (C). Biết rằng, hệ số góc của tiếp tuyến của đồ thị (C) tại M là kM=3x2+2x−2 và điểm M trùng với gốc tọa độ khi nó nằm trên trục tung.
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
Hệ số góc của tiếp tuyến của đồ thị (C) tại M là kM=3x2+2x−2
.
Ta có điểm M trùng với gốc tọa độ khi nó nằm trên trục tung
⇒f(0)=0
⇒03+02−2.0+c=0⇒c=0.
Vậy f(x)=x3+x2−2x.
(a) Hệ số góc của tiếp tuyến của đồ thị (C) tại điểm có hoành độ x=−1 là k=−1.
Hệ số góc của tiếp tuyến của đồ thị (C) tại điểm có hoành độ x=−1 là
k=3.(−1)2+2.(−1)−2=−1.
Chọn ĐÚNG.
(b) f(1)=0.
f(1)=13+12−2.1=0.
Chọn ĐÚNG.
(c) Điểm B(2;7) thuộc đồ thị hàm số y=f(x).
Ta có f(2)=23+22−2.2=8.
Vậy điểm B(2;7) không thuộc đồ thị hàm số y=f(x).
Chọn SAI.
(d) Hàm số F(x)=4x4+3x3−x2+1 là một nguyên hàm của hàm số f(x).
Ta có F′(x)=x3+x2−2x=f(x).
Vậy hàm số F(x)=4x4+3x3−x2+1 là một nguyên hàm của hàm số f(x).
Chọn ĐÚNG.
Câu 14: Một ô tô đang chạy với tốc độ 72km/h thì người lái xe bất ngờ phát hiện chướng ngại vật trên đường. Người lái xe phản ứng một giây sau đó bằng cách đạp phanh khẩn cấp. Kể từ thời điểm này, ô tô chuyển động chậm dần đều với tốc độ v(t)=−10t+30(m/s), trong đó t là thời gian tính bằng giây kể từ lúc đạp phanh. Gọi s(t) là quãng đường xe ô tô đi được trong t(s) kể từ lúc đạp phanh.
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
(a) Công thức biểu diễn hàm số s(t)=−5t2+30t+72(m).
Ta có .
Do s(0)=0 nên C=0.
Vậy s(t)=−5t2+30t(m).
Chọn SAI.
(b) Thời gian kể từ lúc đạp phanh đến khi xe ô tô dừng hẳn là 3 giây.
Xe ô tô dừng hẳn khi v(t)=0⇔−10t+30=0⇔t=3.
Chọn ĐÚNG.
(c) Sau 3 giây kể từ lúc đạp phanh, quãng đường xe ô tô di chuyển được là 45(m).
Sau 3 giây kể từ lúc đạp phanh, quãng đường xe ô tô di chuyển được là
s(3)=−5.32+30.3=45(m).
Chọn ĐÚNG.
(d) Quãng đường xe ô tô đã di chuyển kể từ lúc người lái xe phát hiện chướng ngại vật trên đường đến khi xe ô tô dừng hẳn là 120(m).
Ta có 72km/h=20m/s.
Vậy quãng đường xe ô tô đã di chuyển kể từ lúc người lái xe phát hiện chướng ngại vật trên đường đến khi xe ô tô dừng hẳn là 20+45=65(m).
Chọn SAI.
Câu 15: Một người đang điều khiển xe máy với vận tốc là 36km/h thì phát hiện đèn tín hiệu giao thông chuyển đỏ cách vị trí xe 80 m. Ba giây sau đó, xe máy bắt đầu giảm tốc với vận tốc được cho bởi v1(t)=at+b(m/s),(a,b∈R,a<0), trong đó t là thời gian (tính bằng giây) kể từ khi xe bắt đầu giảm tốc. Khi xe máy đến vị trí đèn tín hiệu, đèn vẫn còn đỏ và xe dừng hẳn. Sau khi đèn chuyển xanh, xe tiếp tục di chuyển với vận tốc được cho bởi v2(t)=mt2+nt(m/s),(m,n∈R,m<0), trong đó t là thời gian (tính bằng giây) kể từ lúc đèn bắt đầu chuyển xanh. Cuối cùng, xe máy dừng lại tại một quán ăn trên đường. Biết rằng thời gian xe máy đi từ vị trí đèn tín hiệu đến quán ăn là 30 giây và vận tốc lớn nhất trên đoạn đường này là 54km/h. Khi đó:
Xem lời giải chi tiết & đáp án các ý a, b, c, d
Lời giải
Đổi:36km/h=10m/s;54km/h=15m/s.
(a) Quãng đường xe máy đi được từ lúc bắt đầu giảm tốc lần thứ nhất đến khi dừng hẳn tại vị trí đèn tín hiệu là 80 m.
Sau 3 giây xe máy đi được quãng đường là:10.3=30m.
Khi đó xe máy bắt đầu giảm tốc và quãng đường xe máy đi được từ lúc bắt đầu giảm tốc lần thứ nhất đến khi dừng hẳn tại vị trí đèn tín hiệu là:80−30=50m
Chọn SAI.
(b) Giá trị của hệ số b là 10.
Khi xe bắt đầu giảm tốc lần thứ nhất ta có:v1(0)=a.0+b=10m/s⇒b=10
Chọn ĐÚNG.
(c) Xe máy dừng hẳn tại vị trí đèn tín hiệu sau 10 giây kể từ khi bắt đầu giảm tốc lần thứ nhất.
Ta có:
Theo đề:s1(0)=0⇒C1=0⇒s1(t)=2at2+bt(m)
Khi xe dừng tại vị trí đèn tín hiệu thì thời gian đi được của xe kể từ khi giảm tốc lần thứ nhất là:v(t)=0⇒at+10=0⇒t=a−10(s)
Từ câu a ta có:s1(a−10)=50⇒2a.(a−10)2+10(a−10)=50⇒a=−1 (thỏa)
Do đó t=−1−10=10(s)
Chọn ĐÚNG.
(d) Khoảng cách từ vị trí đèn tín hiệu đến vị trí quán ăn là 200 m.
Khi xe dừng lại quán ăn khi xe máy bắt đầu đi tại vị trí đèn tín hiệu thì v2(30)=m.302+n.30=0
⇒30m=−n
⇒60m=−2n
Theo đề v2max(2m−n)=m.(2m−n)2+n.2m−n=15
⇒n2+60m=0⇒n2−2n=0⇒[n=0(l)n=2(n)⇒m=15−1(n)
Theo đề:s2(0)=0⇒C2=0⇒s2(t)=45−t3+t2(m)
Do đó khoảng cách từ vị trí đèn tín hiệu đến vị trí quán ăn là:s2(30)=300m.
Chọn SAI.
V. Bài tập trắc nghiệm Trả lời ngắn (Cấu trúc mới GDPT 2018)
Thí sinh giải bài toán và điền đáp số vào ô trống tương ứng.
Câu 1: Cho F(x) là họ nguyên hàm của hàm số f(x)=sinx−cosx+cos2x2,F(0)=1. Giá trị F(π) bằng
Xem đáp số & lời giải chi tiết: 3
Đáp số:3
Ta có Mà F(0)=1⇒−cos0−sin0+2tan0+C=1⇔C=2⇒F(x)=−cosx−sinx+2tanx+2⇒F(π)=−cosπ−sinπ+2tanπ+2=3.
Câu 2: Cho F(x) là họ nguyên hàm của hàm số f(x)=ex−2x+1,F(0)=2. Tính giá trị F(1) (làm tròn kết quả đến số thập phân thứ hai)
Xem đáp số & lời giải chi tiết: 3,72
Đáp số:3,72
Ta có Mà F(0)=2⇒1−0+0+C=2⇔C=1⇒F(x)=ex−x2+x+1⇒F(1)=e−1+1+1=e+1≈3.71828.
Câu 3: Cho hàm số f(x) có nguyên hàm trên R, và thỏa mãn . Tính f(−2) (kết quả làm tròn đến hai chữ số sau dấu phẩy)
Xem đáp số & lời giải chi tiết: -0,4
Đáp số:-0,4
Gọi F(x+3) là họ nguyên hàm của hàm số f(3+x)⇒F′(3+x)=f(3+x)⇒f(3+x)=ex+x2+12x Đặt t=3+x⇒x=t−3⇒f(t)=et−3+(t−3)2+12(t−3)=et−3+t2−6t+102t−6⇒f(x)=ex−3+x2−6x+102x−6f(−2)=e+26−10=e−5−135≈−0,4.
Câu 4: Cho F(x)=(ax2+bx+c)e−x là một nguyên hàm của hàm số f(x)=(x2−3x+2)e−x. Tính tổng S=a+2b−c?
Xem đáp số & lời giải chi tiết: 2
Đáp số:2
Ta có:F′(x)=(2ax+b)e−x−(ax2+bx+c)e−x=[−ax2+(2a−b)x+(b−c)]e−x Yêu cầu bài toán thỏa mãn khi và chỉ khi ⇔. Vậy S=−1+2.1−(−1)=2.
Câu 5: Cây cà chua khi trồng có chiều cao 5cm. Tốc độ tăng chiều cao của cây cà chua sau khi trồng được cho bởi hàm số:v(t)=−0,1t3+t2, trong đó t tính theo tuần,v(t) tính bằng centimét/tuần. Gọi h(t) là độ cao của cây cà chua ở tuần thứ t. Chiều cao cây cà chua sau 2 tuần là bao nhiêu? Làm tròn kết quả đến số thập phân thứ 2
Xem đáp số & lời giải chi tiết: 7,27
Đáp số:7,27
Ta có . Theo giả thiết,h(0)=5⇔C=5⇒h(t)=−401t4+31t3+5(cm). Vậy h(2)=−401.24+31.23+5=15109(cm)≈7,27.
Câu 6: Khi được thả từ độ cao 20 m, một vật rơi với gia tốc không đổi a=10m/s2. Sau khi rơi được t giây thì vật có tốc độ bao nhiêu?
Xem đáp số & lời giải chi tiết: 20
Đáp số:20
Kí hiệu v(t) là tốc độ của vật,s(t) là quãng đường vật đi được cho đến thời điểm t giây kể từ khi vật bắt đầu rơi. Vì a(t)=v′(t) với mọi t≥0 nên Ta có v(0)=0 nên 10.0+C=0 hay C=0. Vậy v(t)=10t(m/s) Vì v(t)=s′(t) với mọi t≥0 nên Ta có s(0)=0 nên 5.02+C=0 hay C=0. Vậy s(t)=5t2(m). Vật rơi từ độ cao 20 m nên s(t)≤20⇔5t2≤20⇔0≤t≤2 (giây). Vậy tốc độ vật rơi theo yêu cầu đề bài là v(2)=20m/s. ------------------------------- Hết -------------------------------