Chào mừng bạn đến với bài học về lý thuyết Nguyên hàm trong chương trình Toán 12 Chân trời sáng tạo. Đây là một phần kiến thức quan trọng, nền tảng cho việc giải quyết các bài toán tích phân và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác.
Tại giaibaitoan.com, chúng tôi cung cấp tài liệu học tập đầy đủ, dễ hiểu, giúp bạn nắm vững kiến thức một cách nhanh chóng và hiệu quả.
1. Khái niệm nguyên hàm
1. Khái niệm nguyên hàm
| Cho hàm số f(x) xác định trên K. Hàm số F(x) được gọi là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên K nếu F’(x)=f(x) với mọi x thuộc K. |
Chú ý:
Giả sử hàm số F(x) là một nguyên hàm của f(x) trên K. Khi đó:
a) Với mỗi hằng số C, hàm số F(x) + C cũng là một nguyên hàm của f(x) trên K
b) Nếu hàm số G(x) là một nguyên hàm của f(x) trên K thì tồn tại một hằng số C sao chp G(x) = F(x) + C với mọi x thuộc K
Như vậy, nếu F(x) là một nguyên hàm của f(x) trên K thì mọi nguyên hàm của f(x) trên K đều có dạng F(x) + C (C là hằng số). Ta gọi F(x) + C là họ các nguyên hàm của f(x) trên K, kí hiệu bởi \(\int {f(x)dx} \)
2. Nguyên hàm của một số hàm sơ cấp
a) Nguyên hàm của hàm số lũy thừa
+ \(\int {0dx = C} \) + \(\int {1dx = x + C} \) + \(\int {{x^\alpha }dx = \frac{{{x^{\alpha + 1}}}}{{\alpha + 1}} + C(\alpha \ne - 1)} \) |
b) Nguyên hàm của hàm số \(y = \frac{1}{x}\)
| \(\int {\frac{1}{x}x = \ln \left| x \right| + C} \) |
c) Nguyên hàm của một số hàm số lượng giác
+ \(\int {\cos xdx = \sin x + C} \) + (\int {\sin xdx = - \cos x + C} \) + \(\int {\frac{1}{{{{\cos }^2}x}}dx = \tan x + C} \) + \(\int {\frac{1}{{{{\sin }^2}x}}dx = - \cot x + C} \) |
d) Nguyên hàm của hàm số mũ
+ \(\int {{e^x}dx = {e^x} + C} \) + \(\int {{a^x}dx = \frac{{{a^x}}}{{\ln a}} + C(0 < a \ne 1)} \) |
3. Tính chất cơ bản của nguyên hàm
+ \(\int {kf(x)dx = k\int {f(x)dx(k \ne 0)} } \) + \(\int {\left[ {f(x) + g(x)} \right]} dx = \int {f(x)dx + \int {g(x)dx} } \) + \(\int {\left[ {f(x) - g(x)} \right]} dx = \int {f(x)dx - \int {g(x)dx} } \) |
Nguyên hàm là một khái niệm cơ bản trong giải tích, đóng vai trò quan trọng trong việc tính tích phân và giải quyết nhiều bài toán thực tế. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết lý thuyết Nguyên hàm Toán 12 Chân trời sáng tạo, bao gồm định nghĩa, tính chất, các công thức nguyên hàm cơ bản và phương pháp tìm nguyên hàm.
Hàm số F(x) được gọi là nguyên hàm của hàm số f(x) trên khoảng I nếu F'(x) = f(x) với mọi x thuộc I. Ký hiệu: ∫f(x)dx = F(x) + C, trong đó C là hằng số tích phân.
Dưới đây là một số công thức nguyên hàm cơ bản thường được sử dụng:
| Hàm số f(x) | Nguyên hàm F(x) |
|---|---|
| xn (n ≠ -1) | (xn+1)/(n+1) + C |
| 1/x | ln|x| + C |
| ex | ex + C |
| sin(x) | -cos(x) + C |
| cos(x) | sin(x) + C |
Có nhiều phương pháp để tìm nguyên hàm, tùy thuộc vào dạng của hàm số f(x). Một số phương pháp phổ biến bao gồm:
Ví dụ 1: Tính ∫x2 dx
Áp dụng công thức ∫xn dx = (xn+1)/(n+1) + C, ta có: ∫x2 dx = (x3)/3 + C
Ví dụ 2: Tính ∫sin(2x) dx
Đặt u = 2x, du = 2dx => dx = du/2. Khi đó, ∫sin(2x) dx = ∫sin(u) (du/2) = (1/2)∫sin(u) du = (1/2)(-cos(u)) + C = (-1/2)cos(2x) + C
Nguyên hàm có nhiều ứng dụng quan trọng trong toán học và các lĩnh vực khác, bao gồm:
Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những kiến thức cơ bản và hữu ích về lý thuyết Nguyên hàm Toán 12 Chân trời sáng tạo. Hãy luyện tập thường xuyên để nắm vững kiến thức và áp dụng vào giải quyết các bài toán thực tế.
