Slide bài giảng Toán 12 cánh diều Bài 1: Nguyên hàm

Tóm lược nội dung

NGUYÊN HÀM

I. KHÁI NIỆM NGUYÊN HÀM

Hoạt động 1: Cho hàm số , Tính F’(x).

Trả lời rút gọn:

Vận dụng 1: Hàm số là nguyên hàm của hàm số nào?

Trả lời rút gọn:

Nguyên hàm của hàm số là vì (với mọi  

Hoạt động 2: Cho hàm số . Cho hàm số .   

a) Cả 2 hàm số F(x) và G(x) có phải là nguyên hàm của hàm số trên R hay không?

b) Hiệu F(x)-G(x) có phải là một hằng số C không phụ thuộc vào x hay không?

Trả lời rút gọn:

a) Cả 2 hàm số F(x) và G(x) là nguyên hàm của hàm số . Vì và với mọi  

b) là một hằng số không phụ thuộc vào x

Vận dụng 2: Tìm tất cả nguyên hàm của hàm số trên R

Trả lời rút gọn:

Hàm số có nguyên hàm là hàm với  vì với mọi C và x

Vận dụng 3: Chứng tỏ rằng:

Trả lời rút gọn:

nên là nguyên hàm của hàm số trên .

 Vậy

II. TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN HÀM

Hoạt động 3: Cho f(x) là hàm số liên tục trên K, k là hằng số thực khác 0. 

a.Giả sử là một nguyên hàm của hàm số trên K. Hỏi có phải nguyên hàm của hàm số trên K hay không?

b. Giả sử G(x) là một nguyên hàm của hàm số kf(x) trên K. Đặt G(x) = kH(x) trên K. Hỏi H(x) có phải là nguyên hàm của hàm số f(x) trên K hay không?

c) Nêu nhận xét về và

Trả lời rút gọn:

a) F(x) là một nguyên hàm của hàm số trên K. 

là nguyên hàm của hàm số trên K vì với mọi k là hằng số thực khác 0 trên K.

b). Do, ta có . 

Rút gọn k, ta có . Do đó H(x) là nguyên hàm của hàm số f(x) trên K.

c) . Vì

Vận dụng 4: Chứng tỏ rằng: với n là số nguyên dương.

Trả lời rút gọn:

Do nên là một nguyên hàm của hàm số . 

Vậy

Hoạt động 4: Cho f(x), g(x) là hai hàm số liên tục trên K.

a.Giả sử F(x), G(x) lần lượt là nguyên hàm của các hàm số f(x), g(x) trên K. Hỏi 

F(x) + G(x) có phải là nguyên hàm của hàm số f(x) + g(x) trên K hay không?

b.Giả sử H(x), F(x) lần lượt là nguyên hàm của các hàm số f(x) + g(x), f(x) trên K. Đặt G(x) = H(x) -F(x) trên K. Hỏi G(x) có phải là nguyên hàm của hàm số g(x) trên K hay không?

c)Nêu nhận xét về và

Trả lời rút gọn:

a) . 

Vậy F(x) + G(x) là nguyên hàm của hàm số f(x) + g(x) trên K.

b) 

Vì vậy G(x) là nguyên hàm của hàm số g(x) trên K.

c) Đặt  , và

Vì vậy

Vận dụng 5: Tìm

Trả lời rút gọn:

GIẢI BÀI TẬP CUỐI SÁCH GIÁO KHOA

Bài tập 1: Hàm số là nguyên hàm của hàm số:

A)

B)

C)

D.

Trả lời rút gọn:

B

vì thỏa mãn điều kiện F(x) =f’(x) và có đầy đủ hằng số C ( do f’(x) + C là họ nguyên hàm của hàm F(x)).

Bài tập 2: Tìm nguyên hàm của hàm số sau:

a)

b)

c)

Trả lời rút gọn:

a)

b)  

c)  

Bài tập 3: Tìm nguyên hàm F(x) của hàm số , biết F(-1) = -5

Trả lời rút gọn:

Mà F(-1) = -5

=>

=>C = -10

Bài tập 4: Một vườn ươm cây cảnh bán một cây sau 6 năm trồng uốn và tạo dáng. Tốc độ tăng trưởng trong suốt 6 năm được tính xấp xỉ bởi công thức , trong đó h(t) (cm) là chiều cao của cây khi kết thúc t (năm) (Nguồn R.Larson and B. Edwards, Calculus 10e Cengage 2014). Biết rằng cây con khi được trồng cao 12cm.

a) Viết công thức tính chiều cao của cây sau t năm 

b) Khi được bán, cây cao bao nhiêu cm

Trả lời rút gọn:

a) Để tìm chiều cao của cây sau t năm, ta cần nguyên hàm hàm số h’(t) để tìm hàm h(t):

khi t = 0, h(0) = 12cm

=> C = 12. 

Vậy công thức tính chiều cao của cây sau t năm là:

b) Cây được bán sau 6 năm, do đó t =6. 

Chiều cao của cây khi được bán là:

Vậy khi được bán, cây cao 69cm.

Bài tập 5: Tại một lễ hội dân gian, tốc độ thay đổi lượng khách tham dự được biểu diễn bằng hàm số:

Trong đó t tính bằng giờ ( 0 ≤ t ≤ 15), B’(t) tính bằng khách/giờ.

( Nguồn: A. Bigalke et al., Mathematik, Grundkurs ma-I, Cornelsen 2016)

Biết rằng sau một giờ, 500 người đã có mặt tại lễ hội. 

a) Viết công thức của hàm số B(t) biểu diễn số lượng khách tham dự lễ hội với 0 ≤ t ≤ 15.

b) Sau 3 giờ sẽ có bao nhiêu khách tới tham dự lễ hội?

c) Số lượng khách tham dự lễ hội lớn nhất là bao nhiêu?

d) Tại thời điểm nào thì tốc độ thay đổi lượng khách tham dự lễ hội là lớn nhất?

Trả lời rút gọn:

a) Để tìm được công thức biểu diễn số lượng khách tham dự lễ hội, ta cần nguyên hàm hàm số B’(t):

Mà sau một giờ, có 500 người đã có mặt tại lễ hội, tức B(1) bằng 500. Ta có:

Vậy C = 95. Do đó, công thức biểu diễn số lượng khách tham dự lễ hội là:

b) Số lượng khách tham gia sau 3 giờ là:

Vậy sau 3 giờ, có 2300 khách tham dự lễ hội.

c) Để tính số lượng khách lớn nhất tham dự lễ hội, ta cần tìm giá trị lớn nhất của B(t) trong khoảng 0 ≤ t ≤ 15. Trước tiên ta tìm các điểm cực trị của hàm số B(t) bằng cách giải phương trình đạo hàm B’(t) =0:

Giải phương trình bậc hai , ta được 2 nghiệm là t =10 hoặc t = 5.

Do đó, hàm số B(t) có các điểm cực trị là t = 0,5,10. Tính B(t) tại các điểm cực trị và tại điểm t lớn nhất =15:

Vậy số lượng khách tham dự lễ hội lớn nhất là 28220 người, tại t =15.

d) Để tính tốc độ thay đổi lượng khách lớn nhất, ta cần tính giá trị t mà tại đó hàm B’(t) đạt giá trị cực đại. Ta có:

bằng 0 khi hoặc

Thay 2 giá trị t vào biểu thức , ta nhận thấy với giá trị , biểu thức . Từ đó suy ra là cực đại.Vậy tốc độ thay đổi lượng khách lớn nhất tương ứng với :

Vậy tốc độ thay đổi khách lớn nhất của lễ hội là 962 người/giờ

Bài tập 6: Đối với các dự án xây dựng, chi phí nhân công lao động được tính theo số ngày công. Gọi m(t) là số lượng công nhân được sử dụng ở ngày thứ t (kể từ khi khởi công dự án). Gọi M(t) là số ngày công được tính hết đến ngày thứ t (kể từ khi khởi công dự án). Trong kinh tế xây dựng, người ta đã biết rằng M’(t) =m(t). 

Một công trình xây dựng được dự kiến hoàn thành trong 400 ngày. Số lượng công nhân được sử dụng cho bởi hàm số 

Trong đó t tính theo ngày (0 ≤ t ≤ 400) m(t) tính theo người.

(Nguồn: A. Bigalke et al., Mathematik, Grundkurs ma-I, Cornelsen 2016)

Đơn giá cho một ngày công lao động là 400.000 đồng.

Tính chi phí nhân công lao động của công trình đó (cho đến lúc hoàn thành).

Trả lời rút gọn:

Để tính được chi phí nhân công lao động của công trình, ta cần biết số ngày thi công dự án. 

Số ngày công được xác định bằng cách lấy nguyên hàm của hàm m(t):

Mà tại t =0, số ngày công là 0, tức là M(0)=0.

Thay t=0

C=0  => 

Công trình được dự kiến hoàn thành trong 400 ngày, do đó ta cần tính M(400):

Một ngày công lao động có đơn giá là 400.000 đồng. Tổng chi phí nhân công là:

đồng

Vậy, chi phí nhân công lao động của công trình đó cho đến lúc hoàn thành là 64 tỷ đồng.