Giải tích 1: gói ôn nước rút

Bảng công thức, các bước phương pháp chính cho từng chủ đề và 8 bài tập, kèm lời giải đầy đủ ở cuối.

Bài mớiQuay lại môn học

Trong cửa sổ in, hãy chọn “Lưu dưới dạng PDF” để giữ một bản trên thiết bị của bạn.

1Công thức và phương pháp

Giới hạn

Thay trực tiếp
thử x = a trước; 0/0 nghĩa là cần rút gọn
Phân tích thành nhân tử và giản ước
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Biểu thức liên hợp
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Giới hạn tại vô cực
chia cho lũy thừa cao nhất của x; bậc bằng nhau cho tỉ số các hệ số cao nhất
Giới hạn đặc biệt
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Quy tắc L'Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Đạo hàm

Quy tắc lũy thừa
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Quy tắc tích
(uv)′ = u′v + uv′
Quy tắc thương
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Quy tắc dây chuyền
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Các đạo hàm thường gặp
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Phương pháp

  1. Xác định cấu trúc: tổng, tích, thương hay hàm hợp.
  2. Áp dụng quy tắc lũy thừa cho từng lũy thừa của x.
  3. Dùng quy tắc tích, thương hoặc dây chuyền khi cần.
  4. Rút gọn, và tính giá trị tại điểm nếu được yêu cầu.

Tối ưu hóa

Phương pháp
viết Q(x) theo một biến, giải Q′(x) = 0, kiểm tra Q″ hoặc các điểm biên
Cực đại
Q′(x) = 0, Q″(x) < 0
Cực tiểu
Q′(x) = 0, Q″(x) > 0
Hình trụ kín
V = πr²h, A = 2πr² + 2πrh
Lợi nhuận
P = R − C, R = p·q, maximum where MR = MC

Tích phân

Quy tắc lũy thừa
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Tích phân xác định
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Các tích phân thường gặp
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Diện tích giữa các đường cong
∫ab (f − g) dx

Phương pháp

  1. Viết lại hàm dưới dấu tích phân thành tổng các số hạng đơn giản nếu có thể.
  2. Áp dụng quy tắc lũy thừa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), và các tích phân chuẩn cho ex, 1/x, sin và cos.
  3. Dùng phép đổi biến khi bạn thấy một hàm và đạo hàm của nó đi cùng nhau.
  4. Với tích phân xác định, tính F(b) − F(a).

2Bài tập

1.Giới hạnTrung bình
xyy = L

Tìm giới hạn L = limx→∞ (1 − 2/x)3x. Cho kết quả dưới dạng số thập phân.

f(x) = (1 − 2/x)3xx → ∞
L =
2.Giới hạnKhó
xyx = 0

Tìm giới hạn L = limx→0 (1 − cos 3x)/(2x²), với x tính bằng radian.

f(x) = (1 − cos 3x)/(2x²)x → 0
L =
3.Đạo hàmTrung bình
xyx = 1

Cho f(x) = (−2x − 3)4. Tìm f′(1).

f(x) = (−2x − 3)4x = 1
f′(1) =
4.Đạo hàmKhó
xyx = −1

Tiếp tuyến của f(x) = x2 − x tại x = −1 cắt trục y tại y = b. Tìm b.

f(x) = x2 − xx = −1
b =
5.Tối ưu hóaTrung bình
rh

Một hộp trụ kín (có nắp trên và đáy) phải chứa được 1000 cm³. Lượng kim loại dùng tỉ lệ với tổng diện tích bề mặt. Tìm diện tích bề mặt nhỏ nhất có thể A.

V = 1000 cm³
A = cm²
6.Tối ưu hóaKhó
p (€)R(p)12hiện tại

Một nhà hát bán 410 vé mỗi suất diễn với giá €12 mỗi vé. Nghiên cứu thị trường cho thấy cứ tăng giá vé €1 thì bán được ít hơn 10 vé (và cứ giảm €1 thì bán thêm 10 vé). Tìm doanh thu lớn nhất R mỗi suất diễn.

410 × €1210 / €1
R = €
7.Tích phânTrung bình
xy02

Tính I = ∫02 2x·(x² + 1)1 dx.

f(x) = 2x·(x² + 1)1[0, 2]
I =
8.Tích phânKhó
xy2y = 6xy = 3x²

Miền giữa đường thẳng y = 6x và parabol y = 3x² được quay quanh trục x. Tìm thể tích V của vật thể.

y = 6xy = 3x²
V =

3Dung dịch

1.Giới hạn

Đáp số: L = 0,002479

Giới hạn: trước hết thử thay trực tiếp. Nếu cho 0/0, hãy rút gọn trước: phân tích thành nhân tử và giản ước thừa số chung, hoặc nhân với biểu thức liên hợp. Khi x → ∞, chia tử số và mẫu số cho lũy thừa cao nhất của x. Quy tắc L'Hôpital: nếu f/g cho 0/0 hoặc ∞/∞, thì lim f/g = lim f′/g′, lấy đạo hàm tử số và mẫu số riêng rẽ (không dùng quy tắc thương).

Lấy logarit

ln L = limx→∞ 3·x·ln(1 − 2/x)

Tính giá trị

ln(1 + u)/u → 1 khi u → 0, nên x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 3·(−2) = −6

Quay về từ logarit

L = e−6 = 0,002479

Đáp số

L = 0,002479
2.Giới hạn

Đáp số: L = 2,25

Giới hạn: trước hết thử thay trực tiếp. Nếu cho 0/0, hãy rút gọn trước: phân tích thành nhân tử và giản ước thừa số chung, hoặc nhân với biểu thức liên hợp. Khi x → ∞, chia tử số và mẫu số cho lũy thừa cao nhất của x. Quy tắc L'Hôpital: nếu f/g cho 0/0 hoặc ∞/∞, thì lim f/g = lim f′/g′, lấy đạo hàm tử số và mẫu số riêng rẽ (không dùng quy tắc thương).

Áp dụng lần thứ nhất

3·sin 3x/(4x) → 0/0

Áp dụng lần thứ hai

9·cos 3x/4

Thay x = 0

L = 9/4 = 2,25

Đáp số

L = 2,25
3.Đạo hàm

Đáp số: f′(1) = 1000

Đạo hàm: đạo hàm f′(x) là hệ số góc của đồ thị tại x. Quy tắc lũy thừa: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Quy tắc tích: (uv)′ = u′v + uv′. Quy tắc dây chuyền: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Tại nơi f′(x) = 0, đồ thị có tiếp tuyến nằm ngang: cực đại, cực tiểu hoặc điểm yên ngựa.

Quy tắc dây chuyền

f′(x) = 4·(−2x − 3)3·(−2)

Thay giá trị

f′(1) = 4·(−5)3·(−2) = 1000

Đáp số

f′(1) = 1000
4.Đạo hàm

Đáp số: b = −1

Đạo hàm: đạo hàm f′(x) là hệ số góc của đồ thị tại x. Quy tắc lũy thừa: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Quy tắc tích: (uv)′ = u′v + uv′. Quy tắc dây chuyền: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Tại nơi f′(x) = 0, đồ thị có tiếp tuyến nằm ngang: cực đại, cực tiểu hoặc điểm yên ngựa.

Điểm và hệ số góc

f(−1) = 2
f′(x) = 2x − 1 → f′(−1) = −3

Tiếp tuyến tại x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 2 − (−3)·(−1) = −1

Đáp số

b = −1
5.Tối ưu hóa

Đáp số: A = 553,6 cm²

Tối ưu hóa: viết đại lượng cần tối ưu thành hàm của một biến, dùng điều kiện ràng buộc để khử biến còn lại. Cho đạo hàm bằng 0 và giải. Kiểm tra điểm tới hạn là cực đại hay cực tiểu (dùng đạo hàm cấp hai hoặc sự đổi dấu của đạo hàm cấp một) và nằm trong khoảng cho phép; một đầu mút như cạnh có độ dài bằng 0 không phải là đáp án.

Diện tích theo r

h = 1000/(πr²)
A(r) = 2πr² + 2000/r

Cho đạo hàm bằng không

A″(r) = 4π + 4000/r³ > 0, nên đây là cực tiểu.

4πr − 2000/r² = 0 → r = ∛(1000/(2π)) = 5,419 cm

Chiều cao và diện tích

h = 1000/(π·5,419²) = 2r = 10,84 cm
A = 2π·5,419² + 2000/5,419 = 553,6 cm²

Đáp số

A = 553,6 cm²

Hộp kín rẻ nhất có chiều cao bằng đường kính: h = 2r.

6.Tối ưu hóa

Đáp số: R = 7023 €

Tối ưu hóa: viết đại lượng cần tối ưu thành hàm của một biến, dùng điều kiện ràng buộc để khử biến còn lại. Cho đạo hàm bằng 0 và giải. Kiểm tra điểm tới hạn là cực đại hay cực tiểu (dùng đạo hàm cấp hai hoặc sự đổi dấu của đạo hàm cấp một) và nằm trong khoảng cho phép; một đầu mút như cạnh có độ dài bằng 0 không phải là đáp án.

Doanh thu theo hàm của giá

n(p) = 530 − 10p
R(p) = 530p − 10p²

Cho đạo hàm bằng không

R″(p) = −20 < 0, nên đây là cực đại.

p = 530/20 = €26,5

Doanh thu lớn nhất

n = 530 − 10·26,5 = 265
R = 26,5·265 = €7023

Đáp số

R = €7023
7.Tích phân

Đáp số: I = 12

Tích phân xác định: ∫ₐᵇ f(x) dx là diện tích đại số giữa đồ thị và trục x từ a đến b. Tìm một nguyên hàm F (với F′ = f) và tính F(b) − F(a). Quy tắc lũy thừa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Diện tích giữa hai đường cong là ∫(trên − dưới) dx.

Phép đổi biến

u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫15 u1 du

Lấy tích phân và tính giá trị

I = [u2/2]15 = (25 − 1)/2 = 12

Đáp số

I = 12
8.Tích phân

Đáp số: V = 120,6

Thể tích tròn xoay: quay miền dưới y = f(x) từ x = a đến x = b quanh trục x tạo ra một vật thể có mặt cắt tại x là một đĩa bán kính f(x). Cộng các đĩa lại cho V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Khi miền nằm giữa một đường cong ngoài R(x) và một đường cong trong r(x), mỗi lát cắt là một vòng đệm: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Bình phương các bán kính trước khi trừ chúng.

Các giao điểm

6x = 3x² → x = 0, x = 2

Phương pháp vòng đệm

V = π∫₀2 ((6x)² − (3x²)²) dx

Lấy tích phân

V = π(36·2³/3 − 9·2⁵/5) = π·38,4 = 120,6

Đáp số

V = 120,6

ExamProblems · examproblems.com/courses/calculus-1