JavaScript is required

Tính \[ I = \int_{0}^{+\infty} \frac{x}{1 + x^{4}} \, dx. \]

Trả lời:

Đáp án đúng:


Câu hỏi yêu cầu tính tích phân suy rộng từ 0 đến vô cùng của hàm số f(x) = x / (1 + x^4). Đây là một bài toán tính tích phân xác định, cụ thể là tích phân suy rộng. Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần thực hiện các bước sau: 1. **Đặt ẩn phụ:** Nhận thấy mẫu số có dạng 1 + x^4, ta có thể đặt t = x^2. Khi đó, dt = 2x dx, hay x dx = dt/2. Đổi cận: Khi x = 0, thì t = 0^2 = 0. Khi x -> +∞, thì t -> +∞. Hàm số trở thành: \(\frac{x}{1+x^4} \, dx = \frac{1}{1+(x^2)^2} \, x \, dx = \frac{1}{1+t^2} \, \frac{dt}{2} 2. **Tính tích phân với biến mới:** Thay vào tích phân ban đầu, ta có: \( I = \int_{0}^{+\infty} \frac{1}{1+t^2} \frac{dt}{2} = \frac{1}{2} \int_{0}^{+\infty} \frac{1}{1+t^2} \, dt \) 3. **Tìm nguyên hàm:** Nguyên hàm của hàm \(\frac{1}{1+t^2}\) là \(\arctan(t)\). 4. **Áp dụng công thức tích phân xác định:** \( I = \frac{1}{2} \left[ \arctan(t) \right]_{0}^{+\infty} \) \( I = \frac{1}{2} \left( \lim_{t \to +\infty} \arctan(t) - \arctan(0) \right) \) 5. **Tính giới hạn:** \( \lim_{t \to +\infty} \arctan(t) = \frac{\pi}{2} \) \( \arctan(0) = 0 \) 6. **Kết quả cuối cùng:** \( I = \frac{1}{2} \left( \frac{\pi}{2} - 0 \right) = \frac{\pi}{4} \) Vậy, giá trị của tích phân là \(\frac{\pi}{4}\).

This document is an end-of-term exam for Advanced Mathematics 2 from the Banking University Ho Chi Minh City, Department of Quantitative Economics. It contains 8 problems covering topics such as limits, continuity, Maclaurin series, finding maximum and minimum values of functions, definite integrals, finding critical points of multivariable functions, and solving differential equations. The exam duration is 75 minutes.


8 câu hỏi 75 phút

Câu hỏi liên quan