Bài 2 trang 11 SGK Toán 12 Tập 2 Chân trời sáng tạo là bài tập ứng dụng trực tiếp bảng các nguyên hàm cơ bản và các tính chất của nguyên hàm. Bài toán yêu cầu tìm nguyên hàm của các hàm số dạng lũy thừa và hàm số mũ. Đây là nền tảng quan trọng để thực hiện các phép tính nguyên hàm phức tạp hơn.
Tìm:
a) ${\int x^5 dx;}$
b) ${\int \frac{1}{\sqrt[3]{x^2}} dx} \text{ } (x>0);$
c) ${\int 7^x dx;}$
d) ${\int \frac{3^x}{5^x} dx}$
Các phép tính nguyên hàm này dựa trên các công thức cơ bản sau:
Nguyên hàm hàm lũy thừa $\mathbf{\int x^\alpha dx = \frac{x^{\alpha+1}}{\alpha+1} + C} \text{ } (\alpha \neq -1)$.
Nguyên hàm hàm số mũ $\mathbf{\int a^x dx = \frac{a^x}{\ln a} + C} \text{ } (0 < a \neq 1)$.
Quy tắc biến đổi: Cần biến đổi các biểu thức phân số và căn thức về dạng lũy thừa $x^\alpha$ và đưa các hàm số về dạng hàm số mũ $a^x$ đơn giản trước khi áp dụng công thức.
a) Áp dụng công thức nguyên hàm hàm lũy thừa $\left(\alpha = 5\right)$:
b) Biến đổi về dạng lũy thừa $x^\alpha$:
Áp dụng công thức nguyên hàm hàm lũy thừa $\left(\alpha = -\frac{2}{3}\right)$:
c) Áp dụng công thức nguyên hàm hàm số mũ $\left(a = 7\right)$:
d) Biến đổi về dạng hàm số mũ $a^x$:
Áp dụng công thức nguyên hàm hàm số mũ $\left(a = \frac{3}{5}\right)$:
Tổng kết: Bài 2 trang 11 SGK Toán 12 Tập 2 Chân trời sáng tạo đã củng cố việc tìm nguyên hàm của các hàm số cơ bản. Các kết quả là:
a) $\int x^5 dx = \frac{x^6}{6}+C.$
b) $\int \frac{1}{\sqrt[3]{x^2}} dx = 3\sqrt[3]{x}+C.$
c) $\int 7^x dx = \frac{7^x}{\ln 7}+C.$
d) $\int \frac{3^x}{5^x} dx = \frac{\left(\frac{3}{5}\right)^x}{\ln\left(\frac{3}{5}\right)}+C.$