Giải mục 2 trang 15, 16, 17, 18 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá
Tổng quan nội dung
Hướng Dẫn Giải: Giải mục 2 trang 15, 16, 17, 18 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá (Môn Toán học Lớp 12)
Bạn đang theo dõi phần hướng dẫn giải chi tiết và chuyên sâu dành riêng cho bài học Giải mục 2 trang 15, 16, 17, 18 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá. Đây là một nội dung học tập quan trọng nằm trong chương trình môn Toán học của học sinh lớp 12, được trích xuất từ bộ SGK chuẩn . Trong bài học này, chúng tôi không chỉ cung cấp đáp án chính xác cho các câu hỏi phần lý thuyết, mà còn giải mã cặn kẽ từng bài tập tự luận và trắc nghiệm nằm ở cuối bài. Mỗi bước biến đổi công thức, mỗi luận điểm đưa ra đều được đội ngũ giáo viên phân tích rõ ràng, giúp học sinh nắm bắt được phương pháp tư duy và áp dụng thành thạo cho các dạng bài kiểm tra tương tự. Hãy cùng chuẩn bị vở nháp và theo dõi sát sao từng bước giải dưới đây để củng cố vững chắc kiến thức của bạn nhé.
Cho \(f(x) = 2x\). Tính và so sánh \(\int\limits_1^2 2 f(x){\mkern 1mu} dx\) và \(2\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx\).
HĐ4
Trả lời câu hỏi Hoạt động 4 trang 15 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho \(f(x) = 2x\). Tính và so sánh \(\int\limits_1^2 2 f(x){\mkern 1mu} dx\) và \(2\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx\).
Phương pháp giải:
- Tính từng tích phân riêng biệt: \(\int\limits_1^2 2 f(x){\mkern 1mu} dx\) và \(2\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx\)
- So sánh kết quả của hai tích phân.
Lời giải chi tiết:
Tính tích phân thứ nhất:
\(\int\limits_1^2 2 f(x){\mkern 1mu} dx = \int\limits_1^2 2 (2x){\mkern 1mu} dx = \int\limits_1^2 4 x{\mkern 1mu} dx = \left[ {2{x^2}} \right]_1^2 = 2({2^2}) - 2({1^2}) = 8 - 2 = 6\)
Tính tích phân thứ hai:
\(2\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx = 2\int\limits_1^2 2 x{\mkern 1mu} dx = 2 \times \left[ {{x^2}} \right]_1^2 = 2 \times ({2^2} - {1^2}) = 2 \times (4 - 1) = 2 \times 3 = 6\)
So sánh:
\(\int\limits_1^2 2 f(x){\mkern 1mu} dx = 6\) và \(2\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx = 6\)
Vậy, hai tích phân này bằng nhau.
HĐ5
Trả lời câu hỏi Hoạt động 5 trang 15 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho \(f(x) = 2x\), \(g(x) = 5\). Tính và so sánh:
a) \(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) + g(x)} \right]} dx\) và \(\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx + \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx\).
b) \(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) - g(x)} \right]} dx\) và
\(\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx - \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx\).
Phương pháp giải:
- Tính từng tích phân riêng biệt bằng cách tìm nguyên hàm của \(f(x)\) và \(g(x)\) trên đoạn \([1;2]\).
- Áp dụng tính chất của tích phân để so sánh kết quả của các biểu thức.
Lời giải chi tiết:
a) Tính tích phân:
\(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) + g(x)} \right]} dx = \int\limits_1^2 {\left[ {2x + 5} \right]} dx\)
Nguyên hàm của \(2x + 5\) là \({x^2} + 5x + C\):
\(\int\limits_1^2 {\left[ {2x + 5} \right]} dx = \left[ {{x^2} + 5x} \right]_1^2 = \left[ {4 + 10} \right] - \left[ {1 + 5} \right] = 14 - 6 = 8\)
Tính tích phân từng hàm riêng:
\(\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx = \int\limits_1^2 2 x{\mkern 1mu} dx = \left[ {{x^2}} \right]_1^2 = 4 - 1 = 3\)
\(\int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx = \int\limits_1^2 5 {\mkern 1mu} dx = \left[ {5x} \right]_1^2 = 10 - 5 = 5\)
So sánh:
\(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) + g(x)} \right]} dx = 8\)
\(\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx + \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx = 3 + 5 = 8\)
Vậy \(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) + g(x)} \right]} dx = \int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx + \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx\).
b) Tương tự, tính tích phân trong phần b):
\(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) - g(x)} \right]} dx = \int\limits_1^2 {\left[ {2x - 5} \right]} dx = \left[ {{x^2} - 5x} \right]_1^2 = \left[ {4 - 10} \right] - \left[ {1 - 5} \right] = - 6 + 4 = - 2\)
So sánh:
\(\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx - \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx = 3 - 5 = - 2\)
Vậy \(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) - g(x)} \right]} dx = \int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx - \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx\).
LT3
Trả lời câu hỏi Luyện tập 3 trang 15 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho \(\int\limits_1^4 {3\sqrt x } dx = 14\). Tính \(\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx\).
Phương pháp giải:
- Sử dụng tính chất của tích phân xác định để đơn giản hóa biểu thức. Chúng ta biết rằng:
\(\int\limits_1^4 3 \sqrt x {\mkern 1mu} dx = 3\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx\)
- Sử dụng giá trị đã cho \(\int\limits_1^4 {3\sqrt x } dx = 14\) để thiết lập phương trình và giải để tìm giá trị của \(\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx\).
Lời giải chi tiết:
Từ tính chất của tích phân xác định, ta có:
\(\int\limits_1^4 3 \sqrt x {\mkern 1mu} dx = 3\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx\)
Theo đề bài, ta biết rằng:
\(3\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx = 14\)
Chia cả hai vế của phương trình cho 3:
\(\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx = \frac{{14}}{3}\)
LT4
Trả lời câu hỏi Luyện tập 4 trang 15 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Tính
a) \(\int\limits_1^2 {\left( {4{x^3} - \frac{1}{{{x^2}}}} \right)dx} \);
b) \(\int\limits_0^1 {(5 - 2{e^x})dx} \).
Phương pháp giải:
- Sử dụng các công thức tính nguyên hàm của các hàm số cơ bản:
\(\int {{x^n}} dx = \frac{{{x^{n + 1}}}}{{n + 1}} + C,{\rm{ }}n \ne - 1\)
\(\int {\frac{1}{{{x^n}}}} dx = \frac{{{x^{ - n + 1}}}}{{ - n + 1}} + C,n \ne 1\)
\(\int {{e^x}} dx = {e^x} + C\)
\(\int a dx = ax + C\)
- Áp dụng tính chất số 2 của tích phân để tính.
Lời giải chi tiết:
a)
Tìm nguyên hàm của \(4{x^3}\) và \( - \frac{1}{{{x^2}}}\):
\(\int 4 {x^3}dx = 4 \cdot \frac{{{x^4}}}{4} = {x^4}\)
\(\int - \frac{1}{{{x^2}}}dx = - \int {{x^{ - 2}}} dx = - \frac{{{x^{ - 1}}}}{{ - 1}} = \frac{1}{x}\)
Vậy nguyên hàm của hàm số \(4{x^3} - \frac{1}{{{x^2}}}\) là:
\(F(x) = {x^4} + \frac{1}{x}\)
\(\int_1^2 {\left( {4{x^3} - \frac{1}{{{x^2}}}} \right)} dx = \left[ {{x^4} + \frac{1}{x}} \right]_1^2 = \left( {{2^4} + \frac{1}{2}} \right) - \left( {{1^4} + \frac{1}{1}} \right)\)
\({2^4} = 16,\quad \frac{1}{2} = 0.5,\quad {1^4} = 1,\quad \frac{1}{1} = 1\)
\(\int_1^2 {\left( {4{x^3} - \frac{1}{{{x^2}}}} \right)} dx = (16 + 0.5) - (1 + 1) = 16.5 - 2 = 14.5\)
b)
Tính nguyên hàm của 5 và \( - 2{e^x}\):
\(\int 5 dx = 5x\)
\(\int - 2{e^x}dx = - 2{e^x}\)
Vậy nguyên hàm của hàm số \(5 - 2{e^x}\) là:
\(F(x) = 5x - 2{e^x}\)
Tính giá trị của tích phân tại cận từ 0 đến 1:
\(\int_0^1 {\left( {5 - 2{e^x}} \right)} dx = \left[ {5x - 2{e^x}} \right]_0^1 = \left( {5 \cdot 1 - 2{e^1}} \right) - \left( {5 \cdot 0 - 2{e^0}} \right)\)
\(5 \cdot 1 = 5,\quad {e^1} = e,\quad 5 \cdot 0 = 0,\quad {e^0} = 1\)
\(\int_0^1 {\left( {5 - 2{e^x}} \right)} dx = (5 - 2e) - (0 - 2) = 5 - 2e + 2 = 7 - 2e\).
HĐ6
Trả lời câu hỏi Hoạt động 6 trang 16 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho \(f(x) = 2x\). Tính và so sánh \(\int\limits_1^2 {f(x)dx} + \int\limits_2^3 {f(x)} dx\) và \(\int\limits_1^3 {f(x)} dx\).
Phương pháp giải:
Sử dụng các công thức tính tích phân của hàm số cơ bản để tính các tích phân riêng lẻ, sau đó cộng lại và so sánh với tích phân từ cận nhỏ nhất đến cận lớn nhất.
Lời giải chi tiết:
Tính nguyên hàm của $f(x) = 2x$:
\(F(x) = \int 2 xdx = {x^2}\)
Tính các tích phân:
\(\int_1^2 2 xdx = \left[ {{x^2}} \right]_1^2 = {2^2} - {1^2} = 4 - 1 = 3\)
\(\int_2^3 2 xdx = \left[ {{x^2}} \right]_3^2 = {\left( 3 \right)^2} - {2^2} = 9 - 4 = 5\)
\(\int_1^3 2 xdx = \left[ {{x^2}} \right]_1^3 = {3^2} - {1^2} = 9 - 1 = 8\)
So sánh:
\(\int_1^2 2 xdx + \int_2^3 2 xdx = 3 + 5 = 8\)
\(\int_1^2 f (x)dx + \int_2^3 f (x)dx = 8\)
\(\int_1^3 f (x)dx = 8\)
Do đó, hai tích phân này bằng nhau.
LT5
Trả lời câu hỏi Luyện tập 5 trang 17 SGK Toán 12 Cùng khám phá
a) Cho hàm số \(f(x)\) liên tục trên đoạn \([ - 1;5]\) và \[\int\limits_{ - 1}^5 {\left[ {2x - 3f(x)} \right]} dx = 12\]. Tính \(\int_{ - 1}^5 f (x)dx\).
b) Cho \(f(x) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{x^3} + 2}&{{\rm{khi }}x > - 1}\\{2x + 3}&{{\rm{khi }}x \le - 1}\end{array}} \right.\). Tính \(\int_{ - 2}^1 f (x)dx\).
Phương pháp giải:
a) Sử dụng tính chất của tích phân và giả thiết đã cho, ta tách tích phân \[\int\limits_{ - 1}^5 {\left[ {2x - 3f(x)} \right]} dx\] thành hai phần: \(\int_{ - 1}^5 2 x{\mkern 1mu} dx\) và \( - 3\int_{ - 1}^5 f (x){\mkern 1mu} dx\). Sau đó, chúng ta tính từng tích phân riêng lẻ và giải phương trình để tìm \(\int_{ - 1}^5 f (x)dx\).
b) Đối với bài này, ta chia tích phân \(\int_{ - 2}^1 f (x)dx\) thành hai phần dựa trên định nghĩa của hàm \(f(x)\). Tính tích phân riêng trên từng đoạn sau đó cộng kết quả lại.
Lời giải chi tiết:
a) Sử dụng giả thiết\(\int\limits_{ - 1}^5 {\left[ {2x - 3f(x)} \right]} dx = 12\):
\(\int\limits_{ - 1}^5 {\left[ {2x - 3f(x)} \right]} dx = \int_{ - 1}^5 2 x{\mkern 1mu} dx + - 3\int_{ - 1}^5 f (x){\mkern 1mu} dx = 12\)
Tính \(\int_{ - 1}^5 2 x{\mkern 1mu} dx\):
\(\int_{ - 1}^5 2 x{\mkern 1mu} dx = \left. {{x^2}} \right|_{ - 1}^5 = {5^2} - {( - 1)^2} = 25 - 1 = 24\)
Thay vào phương trình:
\(24 - 3\int_{ - 1}^5 f (x){\mkern 1mu} dx = 12\)
\(3\int_{ - 1}^5 f (x){\mkern 1mu} dx = 12\)
\(\int_{ - 1}^5 f (x){\mkern 1mu} dx = 4\)
b) Chia tích phân thành hai phần dựa trên định nghĩa của hàm \(f(x)\):
\(\int_{ - 2}^1 f (x)dx = \int_{ - 2}^{ - 1} f (x)dx + \int_{ - 1}^1 f (x)dx\)
Tính \(\int_{ - 2}^{ - 1} {(2x + 3)} dx\):
\(\int_{ - 2}^{ - 1} {(2x + 3)} dx = \left. {({x^2} + 3x)} \right|_{ - 2}^{ - 1} = [{( - 1)^2} + 3( - 1)] - [{( - 2)^2} + 3( - 2)] = - 2 + 2 = 0\)
Tính \(\int_{ - 1}^1 {({x^3} + 2)} dx\):
\(\int_{ - 1}^1 {({x^3} + 2)} dx = \left. {\left( {\frac{{{x^4}}}{4} + 2x} \right)} \right|_{ - 1}^1 = \left[ {\frac{1}{4} + 2} \right] - \left[ {\frac{1}{4} - 2} \right] = 4\)
Vậy \(\int_{ - 2}^1 f (x)dx = 0 + 4 = 4\).
VD2
Trả lời câu hỏi Vận dụng 2 trang 18 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Hình 4.7 là đồ thị vận tốc \(v(t)\) của một vật (t = 0 là thời điểm vật bắt đầu chuyển động).
a) Viết công thức của hàm số \(v(t)\) với \(t \in [0;6]\).
b) Tính quãng đường vật di chuyển được trong 6 giây đầu tiên.
Phương pháp giải:
a) Dựa trên đồ thị, ta xác định công thức của hàm số \(v(t)\) theo từng đoạn thời gian khác nhau.
b) Để tính quãng đường di chuyển, ta tính diện tích dưới đường cong của đồ thị vận tốc trong khoảng thời gian đã cho.
Lời giải chi tiết:
a) Hàm số \(v(t)\) được chia thành hai đoạn dựa trên đồ thị:
\(v(t) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\frac{3}{2}t}&{{\rm{khi }}0 \le t \le 2}\\3&{{\rm{khi }}2 < t \le 6}\end{array}} \right.\)
b) Quãng đường vật di chuyển được trong 6 giây đầu tiên là diện tích dưới đồ thị của hàm \(v(t)\) từ 0 đến 6:
\(S = \int_0^2 {\frac{3}{2}} t{\mkern 1mu} dt + \int_2^6 3 {\mkern 1mu} dt\)
Tính \(\int_0^2 {\frac{3}{2}} t{\mkern 1mu} dt\):
\(\int_0^2 {\frac{3}{2}} t{\mkern 1mu} dt = \left. {\frac{3}{4}{t^2}} \right|_0^2 = \frac{3}{4}({2^2}) = 3\)
Tính \(\int_2^6 3 {\mkern 1mu} dt\):
\(\int_2^6 3 {\mkern 1mu} dt = \left. {3t} \right|_2^6 = 3(6 - 2) = 12\)
Vậy tổng quãng đường là:
\(S = 3 + 12 = 15{\mkern 1mu} {\rm{m}}\).
- HĐ4
- LT3
- HĐ5
- LT4
- HĐ6
- LT5
- VD2
Trả lời câu hỏi Hoạt động 4 trang 15 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho \(f(x) = 2x\). Tính và so sánh \(\int\limits_1^2 2 f(x){\mkern 1mu} dx\) và \(2\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx\).
Phương pháp giải:
- Tính từng tích phân riêng biệt: \(\int\limits_1^2 2 f(x){\mkern 1mu} dx\) và \(2\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx\)
- So sánh kết quả của hai tích phân.
Lời giải chi tiết:
Tính tích phân thứ nhất:
\(\int\limits_1^2 2 f(x){\mkern 1mu} dx = \int\limits_1^2 2 (2x){\mkern 1mu} dx = \int\limits_1^2 4 x{\mkern 1mu} dx = \left[ {2{x^2}} \right]_1^2 = 2({2^2}) - 2({1^2}) = 8 - 2 = 6\)
Tính tích phân thứ hai:
\(2\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx = 2\int\limits_1^2 2 x{\mkern 1mu} dx = 2 \times \left[ {{x^2}} \right]_1^2 = 2 \times ({2^2} - {1^2}) = 2 \times (4 - 1) = 2 \times 3 = 6\)
So sánh:
\(\int\limits_1^2 2 f(x){\mkern 1mu} dx = 6\) và \(2\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx = 6\)
Vậy, hai tích phân này bằng nhau.
Trả lời câu hỏi Luyện tập 3 trang 15 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho \(\int\limits_1^4 {3\sqrt x } dx = 14\). Tính \(\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx\).
Phương pháp giải:
- Sử dụng tính chất của tích phân xác định để đơn giản hóa biểu thức. Chúng ta biết rằng:
\(\int\limits_1^4 3 \sqrt x {\mkern 1mu} dx = 3\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx\)
- Sử dụng giá trị đã cho \(\int\limits_1^4 {3\sqrt x } dx = 14\) để thiết lập phương trình và giải để tìm giá trị của \(\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx\).
Lời giải chi tiết:
Từ tính chất của tích phân xác định, ta có:
\(\int\limits_1^4 3 \sqrt x {\mkern 1mu} dx = 3\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx\)
Theo đề bài, ta biết rằng:
\(3\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx = 14\)
Chia cả hai vế của phương trình cho 3:
\(\int\limits_1^4 {\sqrt x } {\mkern 1mu} dx = \frac{{14}}{3}\)
Trả lời câu hỏi Hoạt động 5 trang 15 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho \(f(x) = 2x\), \(g(x) = 5\). Tính và so sánh:
a) \(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) + g(x)} \right]} dx\) và \(\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx + \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx\).
b) \(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) - g(x)} \right]} dx\) và
\(\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx - \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx\).
Phương pháp giải:
- Tính từng tích phân riêng biệt bằng cách tìm nguyên hàm của \(f(x)\) và \(g(x)\) trên đoạn \([1;2]\).
- Áp dụng tính chất của tích phân để so sánh kết quả của các biểu thức.
Lời giải chi tiết:
a) Tính tích phân:
\(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) + g(x)} \right]} dx = \int\limits_1^2 {\left[ {2x + 5} \right]} dx\)
Nguyên hàm của \(2x + 5\) là \({x^2} + 5x + C\):
\(\int\limits_1^2 {\left[ {2x + 5} \right]} dx = \left[ {{x^2} + 5x} \right]_1^2 = \left[ {4 + 10} \right] - \left[ {1 + 5} \right] = 14 - 6 = 8\)
Tính tích phân từng hàm riêng:
\(\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx = \int\limits_1^2 2 x{\mkern 1mu} dx = \left[ {{x^2}} \right]_1^2 = 4 - 1 = 3\)
\(\int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx = \int\limits_1^2 5 {\mkern 1mu} dx = \left[ {5x} \right]_1^2 = 10 - 5 = 5\)
So sánh:
\(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) + g(x)} \right]} dx = 8\)
\(\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx + \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx = 3 + 5 = 8\)
Vậy \(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) + g(x)} \right]} dx = \int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx + \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx\).
b) Tương tự, tính tích phân trong phần b):
\(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) - g(x)} \right]} dx = \int\limits_1^2 {\left[ {2x - 5} \right]} dx = \left[ {{x^2} - 5x} \right]_1^2 = \left[ {4 - 10} \right] - \left[ {1 - 5} \right] = - 6 + 4 = - 2\)
So sánh:
\(\int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx - \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx = 3 - 5 = - 2\)
Vậy \(\int\limits_1^2 {\left[ {f(x) - g(x)} \right]} dx = \int\limits_1^2 f (x){\mkern 1mu} dx - \int\limits_1^2 g (x){\mkern 1mu} dx\).
Trả lời câu hỏi Luyện tập 4 trang 15 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Tính
a) \(\int\limits_1^2 {\left( {4{x^3} - \frac{1}{{{x^2}}}} \right)dx} \);
b) \(\int\limits_0^1 {(5 - 2{e^x})dx} \).
Phương pháp giải:
- Sử dụng các công thức tính nguyên hàm của các hàm số cơ bản:
\(\int {{x^n}} dx = \frac{{{x^{n + 1}}}}{{n + 1}} + C,{\rm{ }}n \ne - 1\)
\(\int {\frac{1}{{{x^n}}}} dx = \frac{{{x^{ - n + 1}}}}{{ - n + 1}} + C,n \ne 1\)
\(\int {{e^x}} dx = {e^x} + C\)
\(\int a dx = ax + C\)
- Áp dụng tính chất số 2 của tích phân để tính.
Lời giải chi tiết:
a)
Tìm nguyên hàm của \(4{x^3}\) và \( - \frac{1}{{{x^2}}}\):
\(\int 4 {x^3}dx = 4 \cdot \frac{{{x^4}}}{4} = {x^4}\)
\(\int - \frac{1}{{{x^2}}}dx = - \int {{x^{ - 2}}} dx = - \frac{{{x^{ - 1}}}}{{ - 1}} = \frac{1}{x}\)
Vậy nguyên hàm của hàm số \(4{x^3} - \frac{1}{{{x^2}}}\) là:
\(F(x) = {x^4} + \frac{1}{x}\)
\(\int_1^2 {\left( {4{x^3} - \frac{1}{{{x^2}}}} \right)} dx = \left[ {{x^4} + \frac{1}{x}} \right]_1^2 = \left( {{2^4} + \frac{1}{2}} \right) - \left( {{1^4} + \frac{1}{1}} \right)\)
\({2^4} = 16,\quad \frac{1}{2} = 0.5,\quad {1^4} = 1,\quad \frac{1}{1} = 1\)
\(\int_1^2 {\left( {4{x^3} - \frac{1}{{{x^2}}}} \right)} dx = (16 + 0.5) - (1 + 1) = 16.5 - 2 = 14.5\)
b)
Tính nguyên hàm của 5 và \( - 2{e^x}\):
\(\int 5 dx = 5x\)
\(\int - 2{e^x}dx = - 2{e^x}\)
Vậy nguyên hàm của hàm số \(5 - 2{e^x}\) là:
\(F(x) = 5x - 2{e^x}\)
Tính giá trị của tích phân tại cận từ 0 đến 1:
\(\int_0^1 {\left( {5 - 2{e^x}} \right)} dx = \left[ {5x - 2{e^x}} \right]_0^1 = \left( {5 \cdot 1 - 2{e^1}} \right) - \left( {5 \cdot 0 - 2{e^0}} \right)\)
\(5 \cdot 1 = 5,\quad {e^1} = e,\quad 5 \cdot 0 = 0,\quad {e^0} = 1\)
\(\int_0^1 {\left( {5 - 2{e^x}} \right)} dx = (5 - 2e) - (0 - 2) = 5 - 2e + 2 = 7 - 2e\).
Trả lời câu hỏi Hoạt động 6 trang 16 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho \(f(x) = 2x\). Tính và so sánh \(\int\limits_1^2 {f(x)dx} + \int\limits_2^3 {f(x)} dx\) và \(\int\limits_1^3 {f(x)} dx\).
Phương pháp giải:
Sử dụng các công thức tính tích phân của hàm số cơ bản để tính các tích phân riêng lẻ, sau đó cộng lại và so sánh với tích phân từ cận nhỏ nhất đến cận lớn nhất.
Lời giải chi tiết:
Tính nguyên hàm của $f(x) = 2x$:
\(F(x) = \int 2 xdx = {x^2}\)
Tính các tích phân:
\(\int_1^2 2 xdx = \left[ {{x^2}} \right]_1^2 = {2^2} - {1^2} = 4 - 1 = 3\)
\(\int_2^3 2 xdx = \left[ {{x^2}} \right]_3^2 = {\left( 3 \right)^2} - {2^2} = 9 - 4 = 5\)
\(\int_1^3 2 xdx = \left[ {{x^2}} \right]_1^3 = {3^2} - {1^2} = 9 - 1 = 8\)
So sánh:
\(\int_1^2 2 xdx + \int_2^3 2 xdx = 3 + 5 = 8\)
\(\int_1^2 f (x)dx + \int_2^3 f (x)dx = 8\)
\(\int_1^3 f (x)dx = 8\)
Do đó, hai tích phân này bằng nhau.
Trả lời câu hỏi Luyện tập 5 trang 17 SGK Toán 12 Cùng khám phá
a) Cho hàm số \(f(x)\) liên tục trên đoạn \([ - 1;5]\) và \[\int\limits_{ - 1}^5 {\left[ {2x - 3f(x)} \right]} dx = 12\]. Tính \(\int_{ - 1}^5 f (x)dx\).
b) Cho \(f(x) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{x^3} + 2}&{{\rm{khi }}x > - 1}\\{2x + 3}&{{\rm{khi }}x \le - 1}\end{array}} \right.\). Tính \(\int_{ - 2}^1 f (x)dx\).
Phương pháp giải:
a) Sử dụng tính chất của tích phân và giả thiết đã cho, ta tách tích phân \[\int\limits_{ - 1}^5 {\left[ {2x - 3f(x)} \right]} dx\] thành hai phần: \(\int_{ - 1}^5 2 x{\mkern 1mu} dx\) và \( - 3\int_{ - 1}^5 f (x){\mkern 1mu} dx\). Sau đó, chúng ta tính từng tích phân riêng lẻ và giải phương trình để tìm \(\int_{ - 1}^5 f (x)dx\).
b) Đối với bài này, ta chia tích phân \(\int_{ - 2}^1 f (x)dx\) thành hai phần dựa trên định nghĩa của hàm \(f(x)\). Tính tích phân riêng trên từng đoạn sau đó cộng kết quả lại.
Lời giải chi tiết:
a) Sử dụng giả thiết\(\int\limits_{ - 1}^5 {\left[ {2x - 3f(x)} \right]} dx = 12\):
\(\int\limits_{ - 1}^5 {\left[ {2x - 3f(x)} \right]} dx = \int_{ - 1}^5 2 x{\mkern 1mu} dx + - 3\int_{ - 1}^5 f (x){\mkern 1mu} dx = 12\)
Tính \(\int_{ - 1}^5 2 x{\mkern 1mu} dx\):
\(\int_{ - 1}^5 2 x{\mkern 1mu} dx = \left. {{x^2}} \right|_{ - 1}^5 = {5^2} - {( - 1)^2} = 25 - 1 = 24\)
Thay vào phương trình:
\(24 - 3\int_{ - 1}^5 f (x){\mkern 1mu} dx = 12\)
\(3\int_{ - 1}^5 f (x){\mkern 1mu} dx = 12\)
\(\int_{ - 1}^5 f (x){\mkern 1mu} dx = 4\)
b) Chia tích phân thành hai phần dựa trên định nghĩa của hàm \(f(x)\):
\(\int_{ - 2}^1 f (x)dx = \int_{ - 2}^{ - 1} f (x)dx + \int_{ - 1}^1 f (x)dx\)
Tính \(\int_{ - 2}^{ - 1} {(2x + 3)} dx\):
\(\int_{ - 2}^{ - 1} {(2x + 3)} dx = \left. {({x^2} + 3x)} \right|_{ - 2}^{ - 1} = [{( - 1)^2} + 3( - 1)] - [{( - 2)^2} + 3( - 2)] = - 2 + 2 = 0\)
Tính \(\int_{ - 1}^1 {({x^3} + 2)} dx\):
\(\int_{ - 1}^1 {({x^3} + 2)} dx = \left. {\left( {\frac{{{x^4}}}{4} + 2x} \right)} \right|_{ - 1}^1 = \left[ {\frac{1}{4} + 2} \right] - \left[ {\frac{1}{4} - 2} \right] = 4\)
Vậy \(\int_{ - 2}^1 f (x)dx = 0 + 4 = 4\).
Trả lời câu hỏi Vận dụng 2 trang 18 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Hình 4.7 là đồ thị vận tốc \(v(t)\) của một vật (t = 0 là thời điểm vật bắt đầu chuyển động).
a) Viết công thức của hàm số \(v(t)\) với \(t \in [0;6]\).
b) Tính quãng đường vật di chuyển được trong 6 giây đầu tiên.
Phương pháp giải:
a) Dựa trên đồ thị, ta xác định công thức của hàm số \(v(t)\) theo từng đoạn thời gian khác nhau.
b) Để tính quãng đường di chuyển, ta tính diện tích dưới đường cong của đồ thị vận tốc trong khoảng thời gian đã cho.
Lời giải chi tiết:
a) Hàm số \(v(t)\) được chia thành hai đoạn dựa trên đồ thị:
\(v(t) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\frac{3}{2}t}&{{\rm{khi }}0 \le t \le 2}\\3&{{\rm{khi }}2 < t \le 6}\end{array}} \right.\)
b) Quãng đường vật di chuyển được trong 6 giây đầu tiên là diện tích dưới đồ thị của hàm \(v(t)\) từ 0 đến 6:
\(S = \int_0^2 {\frac{3}{2}} t{\mkern 1mu} dt + \int_2^6 3 {\mkern 1mu} dt\)
Tính \(\int_0^2 {\frac{3}{2}} t{\mkern 1mu} dt\):
\(\int_0^2 {\frac{3}{2}} t{\mkern 1mu} dt = \left. {\frac{3}{4}{t^2}} \right|_0^2 = \frac{3}{4}({2^2}) = 3\)
Tính \(\int_2^6 3 {\mkern 1mu} dt\):
\(\int_2^6 3 {\mkern 1mu} dt = \left. {3t} \right|_2^6 = 3(6 - 2) = 12\)
Vậy tổng quãng đường là:
\(S = 3 + 12 = 15{\mkern 1mu} {\rm{m}}\).
Trọng Tâm Kiến Thức Cần Nắm Trong Bài Học Giải mục 2 trang 15, 16, 17, 18 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá
Bài học Giải mục 2 trang 15, 16, 17, 18 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá mang đến những khái niệm mới có tính bản lề, đóng vai trò kết nối kiến thức của chương trước và mở ra tư duy cho những bài học tiếp theo trong môn Toán học. Đối với học sinh lớp 12, việc vượt qua những rào cản nhận thức ban đầu là vô cùng quan trọng. Trước khi bắt tay vào giải bài tập phần "Vận dụng", học sinh cần phải thực sự hiểu rõ và ghi nhớ các định nghĩa, định lý hay các quy luật xã hội đã được trình bày trong sách . Đội ngũ biên soạn của chúng tôi đã cẩn thận tổng hợp lại những điểm mù kiến thức mà học sinh thường hay nhầm lẫn nhất ở phần đầu của lời giải. Bằng cách ôn tập lại lý thuyết thông qua phần tóm tắt này, bạn sẽ xây dựng được một nền móng vững chãi, từ đó việc giải quyết các câu hỏi thực hành phức tạp phía sau sẽ trở nên nhẹ nhàng và logic hơn rất nhiều.
Phân Tích Chuyên Sâu Từng Bước Giải Bài Tập (Step-by-step Solution)
Sự khác biệt lớn nhất của một bài hướng dẫn giải chuẩn mực so với một cuốn sách bài giải thông thường trên thị trường chính là tính tương tác và độ chi tiết. Đối với các câu hỏi trong bài Giải mục 2 trang 15, 16, 17, 18 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá, chúng tôi áp dụng mô hình phân tích 3 bước (3-Step Analysis) vô cùng chặt chẽ:
- Bước 1 - Khai thác giả thiết: Phân tích đề bài xem đề bài đã cho chúng ta những dữ kiện định lượng/định tính nào. Việc tóm tắt đề bài một cách khoa học giúp loại bỏ các thông tin nhiễu không cần thiết.
- Bước 2 - Lựa chọn công cụ giải (Phương pháp): Dựa vào đặc điểm của môn Toán học lớp 12, chúng tôi sẽ chỉ ra rõ tại sao lại sử dụng công thức này mà không dùng công thức khác, hay tại sao lại phải phân tích vấn đề theo hướng này.
- Bước 3 - Triển khai và Biện luận kết quả: Trình bày chi tiết từng dòng tính toán, từng câu lập luận để đi đến kết quả cuối cùng. Đặc biệt, chúng tôi luôn có phần kiểm tra lại (check) để chắc chắn kết quả tìm được thỏa mãn điều kiện bài toán.
Gợi Ý Các Mẹo Giải Nhanh Và Mở Rộng Kiến Thức Thực Tiễn
Sau khi đã nắm vững phương pháp giải bài bản, tự luận, học sinh cần được rèn luyện thêm các kỹ năng xử lý tình huống nhanh để phục vụ cho các bài thi trắc nghiệm khách quan. Trong phần mở rộng của bài Giải mục 2 trang 15, 16, 17, 18 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá, chúng tôi thường xuyên cung cấp các "mẹo" (tips) hoặc công thức tính nhẩm nhanh, hướng dẫn bấm máy tính cầm tay (Casio) cực kỳ hữu ích. Hơn nữa, vì bộ sách luôn đề cao triết lý "mang cuộc sống vào bài học, đưa bài học vào cuộc sống", các giáo viên của chúng tôi sẽ cố gắng liên hệ kết quả của bài toán, bài văn với những hiện tượng thực tiễn xảy ra xung quanh chúng ta. Việc mở rộng kiến thức này không chỉ thỏa mãn sự tò mò của những học sinh khá giỏi, mà còn nuôi dưỡng niềm yêu thích, biến môn Toán học vốn khô khan trở thành một lăng kính thú vị để khám phá thế giới.
Thảo Luận Cùng Chuyên Gia Và Cộng Đồng Học Sinh Toán học
Quá trình tự học chắc chắn sẽ không tránh khỏi những khoảnh khắc bế tắc khi bạn đọc kỹ lời giải bài Giải mục 2 trang 15, 16, 17, 18 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá mà vẫn chưa thực sự "sáng tỏ" một bước lập luận nào đó. Đừng lo lắng! Tính năng bình luận (Comment) phía dưới bài viết được thiết kế chính là để phục vụ cho nhu cầu hỏi đáp (Q&A) này. Hãy mạnh dạn đặt câu hỏi, chỉ rõ chỗ bạn chưa hiểu, đội ngũ cộng tác viên chuyên môn môn Toán học lớp 12 của website sẽ nhanh chóng vào giải đáp và gỡ rối cho bạn. Đồng thời, nếu bạn có một cách giải khác (Alternative Solution) ngắn gọn hơn, sáng tạo hơn cách giải mà chúng tôi cung cấp, hãy tự hào chia sẻ nó lên phần bình luận. Việc cùng nhau thảo luận, tranh biện một vấn đề học thuật không chỉ giúp cộng đồng phát triển mạnh mẽ mà còn là minh chứng rõ nét nhất cho tinh thần hiếu học của thế hệ trẻ Việt Nam.