Danh sách tích phân với hàm lượng giác

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Đây là danh sách các tích phân của các hàm lượng giác. Đối với tích phân của hàm số có hàm lượng giác và hàm mũ, xem danh sách tích phân với hàm mũ. Đối với danh sách đầy đủ các tích phân, xem danh sách tích phân. Xem thêm tích phân lượng giác.

Một cách tổng quát, với \cos(x) là đạo hàm của hàm số \sin(x), ta có

\int a\cos nx\;dx = \frac{a}{n}\sin nx+C

Trong mọi công thức dưới đây, a là một hằng số không âm và C là kí hiệu của hằng số tích phân.

Tích phân chỉ chứa hàm sin[sửa | sửa mã nguồn]

\int\sin ax\;dx = -\frac{1}{a}\cos ax+C\,\!
\int\sin^2 {ax}\;dx = \frac{x}{2} - \frac{1}{4a} \sin 2ax +C= \frac{x}{2} - \frac{1}{2a} \sin ax\cos ax +C\!
\int\sin^3 {ax}\;dx = \frac{\cos 3ax}{12a} - \frac{3 \cos ax}{4a} +C\!
\int x\sin^2 {ax}\;dx = \frac{x^2}{4} - \frac{x}{4a} \sin 2ax - \frac{1}{8a^2} \cos 2ax +C\!
\int x^2\sin^2 {ax}\;dx = \frac{x^3}{6} - \left(\frac {x^2}{4a} - \frac{1}{8a^3} \right) \sin 2ax - \frac{x}{4a^2} \cos 2ax +C\!
\int\sin b_1x\sin b_2x\;dx = \frac{\sin((b_1-b_2)x)}{2(b_1-b_2)}-\frac{\sin((b_1+b_2)x)}{2(b_1+b_2)}+C \qquad\mbox{(for }|b_1|\neq|b_2|\mbox{)}\,\!
\int\sin^n {ax}\;dx = -\frac{\sin^{n-1} ax\cos ax}{na} + \frac{n-1}{n}\int\sin^{n-2} ax\;dx \qquad\mbox{(for }n>2\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{\sin ax} = \frac{1}{a}\ln \left|\tan\frac{ax}{2}\right|+C
\int\frac{dx}{\sin^n ax} = \frac{\cos ax}{a(1-n) \sin^{n-1} ax}+\frac{n-2}{n-1}\int\frac{dx}{\sin^{n-2}ax} \qquad\mbox{(for }n>1\mbox{)}\,\!
\int x\sin ax\;dx = \frac{\sin ax}{a^2}-\frac{x\cos ax}{a}+C\,\!
\int x^n\sin ax\;dx = -\frac{x^n}{a}\cos ax+\frac{n}{a}\int x^{n-1}\cos ax\;dx = \sum_{k=0}^{2k\leq n} (-1)^{k+1} \frac{x^{n-2k}}{a^{1+2k}}\frac{n!}{(n-2k)!} \cos ax +\sum_{k=0}^{2k+1\leq n}(-1)^k \frac{x^{n-1-2k}}{a^{2+2k}}\frac{n!}{(n-2k-1)!} \sin ax  \qquad\mbox{(for }n>0\mbox{)}\,\!
\int_{\frac{-a}{2}}^{\frac{a}{2}} x^2\sin^2 {\frac{n\pi x}{a}}\;dx = \frac{a^3(n^2\pi^2-6)}{24n^2\pi^2}   \qquad\mbox{(for }n=2,4,6...\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin ax}{x} dx = \sum_{n=0}^\infty (-1)^n\frac{(ax)^{2n+1}}{(2n+1)\cdot (2n+1)!} +C\,\!
\int\frac{\sin ax}{x^n} dx = -\frac{\sin ax}{(n-1)x^{n-1}} + \frac{a}{n-1}\int\frac{\cos ax}{x^{n-1}} dx\,\!
\int\frac{dx}{1\pm\sin ax} = \frac{1}{a}\tan\left(\frac{ax}{2}\mp\frac{\pi}{4}\right)+C
\int\frac{x\;dx}{1+\sin ax} = \frac{x}{a}\tan\left(\frac{ax}{2} - \frac{\pi}{4}\right)+\frac{2}{a^2}\ln\left|\cos\left(\frac{ax}{2}-\frac{\pi}{4}\right)\right|+C
\int\frac{x\;dx}{1-\sin ax} = \frac{x}{a}\cot\left(\frac{\pi}{4} - \frac{ax}{2}\right)+\frac{2}{a^2}\ln\left|\sin\left(\frac{\pi}{4}-\frac{ax}{2}\right)\right|+C
\int\frac{\sin ax\;dx}{1\pm\sin ax} = \pm x+\frac{1}{a}\tan\left(\frac{\pi}{4}\mp\frac{ax}{2}\right)+C

Tích phâncos[sửa | sửa mã nguồn]

\int\cos ax\;dx = \frac{1}{a}\sin ax+C\,\!
\int\cos^2 {ax}\;dx = \frac{x}{2} + \frac{1}{4a} \sin 2ax +C = \frac{x}{2} + \frac{1}{2a} \sin ax\cos ax +C\!
\int\cos^n ax\;dx = \frac{\cos^{n-1} ax\sin ax}{na} + \frac{n-1}{n}\int\cos^{n-2} ax\;dx \qquad\mbox{(for }n>0\mbox{)}\,\!
\int x\cos ax\;dx = \frac{\cos ax}{a^2} + \frac{x\sin ax}{a}+C\,\!
\int x^2\cos^2 {ax}\;dx = \frac{x^3}{6} + \left(\frac {x^2}{4a} - \frac{1}{8a^3} \right) \sin 2ax + \frac{x}{4a^2} \cos 2ax +C\!
\int x^n\cos ax\;dx = \frac{x^n\sin ax}{a} - \frac{n}{a}\int x^{n-1}\sin ax\;dx\,= \sum_{k=0}^{2k+1\leq n} (-1)^{k} \frac{x^{n-2k-1}}{a^{2+2k}}\frac{n!}{(n-2k-1)!} \cos ax +\sum_{k=0}^{2k\leq n}(-1)^{k} \frac{x^{n-2k}}{a^{1+2k}}\frac{n!}{(n-2k)!} \sin ax  \!
\int\frac{\cos ax}{x} dx = \ln|ax|+\sum_{k=1}^\infty (-1)^k\frac{(ax)^{2k}}{2k\cdot(2k)!}+C\,\!
\int\frac{\cos ax}{x^n} dx = -\frac{\cos ax}{(n-1)x^{n-1}}-\frac{a}{n-1}\int\frac{\sin ax}{x^{n-1}} dx \qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{\cos ax} = \frac{1}{a}\ln\left|\tan\left(\frac{ax}{2}+\frac{\pi}{4}\right)\right|+C
\int\frac{dx}{\cos^n ax} = \frac{\sin ax}{a(n-1) \cos^{n-1} ax} + \frac{n-2}{n-1}\int\frac{dx}{\cos^{n-2} ax} \qquad\mbox{(for }n>1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{1+\cos ax} = \frac{1}{a}\tan\frac{ax}{2}+C\,\!
\int\frac{dx}{1-\cos ax} = -\frac{1}{a}\cot\frac{ax}{2}+C\,\!
\int\frac{x\;dx}{1+\cos ax} = \frac{x}{a}\tan\frac{ax}{2} + \frac{2}{a^2}\ln\left|\cos\frac{ax}{2}\right|+C
\int\frac{x\;dx}{1-\cos ax} = -\frac{x}{a}\cot\frac{ax}{2}+\frac{2}{a^2}\ln\left|\sin\frac{ax}{2}\right|+C
\int\frac{\cos ax\;dx}{1+\cos ax} = x - \frac{1}{a}\tan\frac{ax}{2}+C\,\!
\int\frac{\cos ax\;dx}{1-\cos ax} = -x-\frac{1}{a}\cot\frac{ax}{2}+C\,\!
\int\cos a_1x\cos a_2x\;dx = \frac{\sin(a_1-a_2)x}{2(a_1-a_2)}+\frac{\sin(a_1+a_2)x}{2(a_1+a_2)}+C \qquad\mbox{(for }|a_1|\neq|a_2|\mbox{)}\,\!

Tích phân chỉ chứa hàm tan[sửa | sửa mã nguồn]

\int\tan ax\;dx = -\frac{1}{a}\ln|\cos ax|+C = \frac{1}{a}\ln|\sec ax|+C\,\!
\int\tan^n ax\;dx = \frac{1}{a(n-1)}\tan^{n-1} ax-\int\tan^{n-2} ax\;dx \qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{q \tan ax + p} = \frac{1}{p^2 + q^2}(px + \frac{q}{a}\ln|q\sin ax + p\cos ax|)+C \qquad\mbox{(for }p^2 + q^2\neq 0\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{\tan ax + 1} = \frac{x}{2} + \frac{1}{2a}\ln|\sin ax + \cos ax|+C\,\!
\int\frac{dx}{\tan ax - 1} = -\frac{x}{2} + \frac{1}{2a}\ln|\sin ax - \cos ax|+C\,\!
\int\frac{\tan ax\;dx}{\tan ax + 1} = \frac{x}{2} - \frac{1}{2a}\ln|\sin ax + \cos ax|+C\,\!
\int\frac{\tan ax\;dx}{\tan ax - 1} = \frac{x}{2} + \frac{1}{2a}\ln|\sin ax - \cos ax|+C\,\!

Tích phân chỉ chứa hàm secant[sửa | sửa mã nguồn]

Xem Tích phân của hàm secant.
\int \sec{ax} \, dx = \frac{1}{a}\ln{\left| \sec{ax} + \tan{ax}\right|}+C
\int \sec^2{x} \, dx = \tan{x}+C
\int \sec^n{ax} \, dx = \frac{\sec^{n-2}{ax} \tan {ax}}{a(n-1)} \,+\, \frac{n-2}{n-1}\int \sec^{n-2}{ax} \, dx \qquad \mbox{ (for }n \ne 1\mbox{)}\,\!
\int \sec^n{x} \, dx = \frac{\sec^{n-2}{x}\tan{x}}{n-1} \,+\, \frac{n-2}{n-1}\int \sec^{n-2}{x}\,dx[1]
\int \frac{dx}{\sec{x} + 1} = x - \tan{\frac{x}{2}}+C
\int \frac{dx}{\sec{x} - 1} = - x - \cot{\frac{x}{2}}+C


Tích phân chỉ chứa hàm cosecant[sửa | sửa mã nguồn]

\int \csc{ax} \, dx = -\frac{1}{a}\ln{\left| \csc{ax}+\cot{ax}\right|}+C
\int \csc^2{x} \, dx = -\cot{x}+C
\int \csc^n{ax} \, dx = -\frac{\csc^{n-1}{ax} \cos{ax}}{a(n-1)} \,+\, \frac{n-2}{n-1}\int \csc^{n-2}{ax} \, dx \qquad \mbox{ (for }n \ne 1\mbox{)}\,\!
\int \frac{dx}{\csc{x} + 1} = x - \frac{2\sin{\frac{x}{2}}}{\cos{\frac{x}{2}}+\sin{\frac{x}{2}}}+C
\int \frac{dx}{\csc{x} - 1} = \frac{2\sin{\frac{x}{2}}}{\cos{\frac{x}{2}}-\sin{\frac{x}{2}}}-x+C

Tích phân chỉ chứa hàm cotang[sửa | sửa mã nguồn]

\int\cot ax\;dx = \frac{1}{a}\ln|\sin ax|+C\,\!
\int\cot^n ax\;dx = -\frac{1}{a(n-1)}\cot^{n-1} ax - \int\cot^{n-2} ax\;dx \qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{1 + \cot ax} = \int\frac{\tan ax\;dx}{\tan ax+1}\,\!
\int\frac{dx}{1 - \cot ax} = \int\frac{\tan ax\;dx}{\tan ax-1}\,\!

Tích phân chứa hàm sincos[sửa | sửa mã nguồn]

\int\frac{dx}{\cos ax\pm\sin ax} = \frac{1}{a\sqrt{2}}\ln\left|\tan\left(\frac{ax}{2}\pm\frac{\pi}{8}\right)\right|+C
\int\frac{dx}{(\cos ax\pm\sin ax)^2} = \frac{1}{2a}\tan\left(ax\mp\frac{\pi}{4}\right)+C
\int\frac{dx}{(\cos x + \sin x)^n} = \frac{1}{n-1}\left(\frac{\sin x - \cos x}{(\cos x + \sin x)^{n - 1}} - 2(n - 2)\int\frac{dx}{(\cos x + \sin x)^{n-2}} \right)
\int\frac{\cos ax\;dx}{\cos ax + \sin ax} = \frac{x}{2} + \frac{1}{2a}\ln\left|\sin ax + \cos ax\right|+C
\int\frac{\cos ax\;dx}{\cos ax - \sin ax} = \frac{x}{2} - \frac{1}{2a}\ln\left|\sin ax - \cos ax\right|+C
\int\frac{\sin ax\;dx}{\cos ax + \sin ax} = \frac{x}{2} - \frac{1}{2a}\ln\left|\sin ax + \cos ax\right|+C
\int\frac{\sin ax\;dx}{\cos ax - \sin ax} = -\frac{x}{2} - \frac{1}{2a}\ln\left|\sin ax - \cos ax\right|+C
\int\frac{\cos ax\;dx}{\sin ax(1+\cos ax)} = -\frac{1}{4a}\tan^2\frac{ax}{2}+\frac{1}{2a}\ln\left|\tan\frac{ax}{2}\right|+C
\int\frac{\cos ax\;dx}{\sin ax(1-\cos ax)} = -\frac{1}{4a}\cot^2\frac{ax}{2}-\frac{1}{2a}\ln\left|\tan\frac{ax}{2}\right|+C
\int\frac{\sin ax\;dx}{\cos ax(1+\sin ax)} = \frac{1}{4a}\cot^2\left(\frac{ax}{2}+\frac{\pi}{4}\right)+\frac{1}{2a}\ln\left|\tan\left(\frac{ax}{2}+\frac{\pi}{4}\right)\right|+C
\int\frac{\sin ax\;dx}{\cos ax(1-\sin ax)} = \frac{1}{4a}\tan^2\left(\frac{ax}{2}+\frac{\pi}{4}\right)-\frac{1}{2a}\ln\left|\tan\left(\frac{ax}{2}+\frac{\pi}{4}\right)\right|+C
\int\sin ax\cos ax\;dx = -\frac{1}{2a}\cos^2 ax +C\,\!
\int\sin a_1x\cos a_2x\;dx = -\frac{\cos((a_1-a_2)x)}{2(a_1-a_2)} -\frac{\cos((a_1+a_2)x)}{2(a_1+a_2)} +C\qquad\mbox{(for }|a_1|\neq|a_2|\mbox{)}\,\!
\int\sin^n ax\cos ax\;dx = \frac{1}{a(n+1)}\sin^{n+1} ax +C\qquad\mbox{(for }n\neq -1\mbox{)}\,\!
\int\sin ax\cos^n ax\;dx = -\frac{1}{a(n+1)}\cos^{n+1} ax +C\qquad\mbox{(for }n\neq -1\mbox{)}\,\!
\int\sin^n ax\cos^m ax\;dx = -\frac{\sin^{n-1} ax\cos^{m+1} ax}{a(n+m)}+\frac{n-1}{n+m}\int\sin^{n-2} ax\cos^m ax\;dx  \qquad\mbox{(for }m,n>0\mbox{)}\,\!
và: \int\sin^n ax\cos^m ax\;dx = \frac{\sin^{n+1} ax\cos^{m-1} ax}{a(n+m)} + \frac{m-1}{n+m}\int\sin^n ax\cos^{m-2} ax\;dx \qquad\mbox{(for }m,n>0\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{\sin ax\cos ax} = \frac{1}{a}\ln\left|\tan ax\right|+C
\int\frac{dx}{\sin ax\cos^n ax} = \frac{1}{a(n-1)\cos^{n-1} ax}+\int\frac{dx}{\sin ax\cos^{n-2} ax} \qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{\sin^n ax\cos ax} = -\frac{1}{a(n-1)\sin^{n-1} ax}+\int\frac{dx}{\sin^{n-2} ax\cos ax} \qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin ax\;dx}{\cos^n ax} = \frac{1}{a(n-1)\cos^{n-1} ax} +C\qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin^2 ax\;dx}{\cos ax} = -\frac{1}{a}\sin ax+\frac{1}{a}\ln\left|\tan\left(\frac{\pi}{4}+\frac{ax}{2}\right)\right|+C
\int\frac{\sin^2 ax\;dx}{\cos^n ax} = \frac{\sin ax}{a(n-1)\cos^{n-1}ax}-\frac{1}{n-1}\int\frac{dx}{\cos^{n-2}ax} \qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin^n ax\;dx}{\cos ax} = -\frac{\sin^{n-1} ax}{a(n-1)} + \int\frac{\sin^{n-2} ax\;dx}{\cos ax} \qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin^n ax\;dx}{\cos^m ax} = \frac{\sin^{n+1} ax}{a(m-1)\cos^{m-1} ax}-\frac{n-m+2}{m-1}\int\frac{\sin^n ax\;dx}{\cos^{m-2} ax} \qquad\mbox{(for }m\neq 1\mbox{)}\,\!
và: \int\frac{\sin^n ax\;dx}{\cos^m ax} = -\frac{\sin^{n-1} ax}{a(n-m)\cos^{m-1} ax}+\frac{n-1}{n-m}\int\frac{\sin^{n-2} ax\;dx}{\cos^m ax} \qquad\mbox{(for }m\neq n\mbox{)}\,\!
và: \int\frac{\sin^n ax\;dx}{\cos^m ax} = \frac{\sin^{n-1} ax}{a(m-1)\cos^{m-1} ax}-\frac{n-1}{m-1}\int\frac{\sin^{n-2} ax\;dx}{\cos^{m-2} ax} \qquad\mbox{(for }m\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\cos ax\;dx}{\sin^n ax} = -\frac{1}{a(n-1)\sin^{n-1} ax} +C\qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\cos^2 ax\;dx}{\sin ax} = \frac{1}{a}\left(\cos ax+\ln\left|\tan\frac{ax}{2}\right|\right) +C
\int\frac{\cos^2 ax\;dx}{\sin^n ax} = -\frac{1}{n-1}\left(\frac{\cos ax}{a\sin^{n-1} ax)}+\int\frac{dx}{\sin^{n-2} ax}\right) \qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}
\int\frac{\cos^n ax\;dx}{\sin^m ax} = -\frac{\cos^{n+1} ax}{a(m-1)\sin^{m-1} ax} - \frac{n-m-2}{m-1}\int\frac{\cos^n ax\;dx}{\sin^{m-2} ax} \qquad\mbox{(for }m\neq 1\mbox{)}\,\!
và: \int\frac{\cos^n ax\;dx}{\sin^m ax} = \frac{\cos^{n-1} ax}{a(n-m)\sin^{m-1} ax} + \frac{n-1}{n-m}\int\frac{\cos^{n-2} ax\;dx}{\sin^m ax} \qquad\mbox{(for }m\neq n\mbox{)}\,\!
và: \int\frac{\cos^n ax\;dx}{\sin^m ax} = -\frac{\cos^{n-1} ax}{a(m-1)\sin^{m-1} ax} - \frac{n-1}{m-1}\int\frac{\cos^{n-2} ax\;dx}{\sin^{m-2} ax} \qquad\mbox{(for }m\neq 1\mbox{)}\,\!

Tích phân chứa hàm sintang[sửa | sửa mã nguồn]

\int \sin ax \tan ax\;dx = \frac{1}{a}(\ln|\sec ax + \tan ax| - \sin ax)+C\,\!
\int\frac{\tan^n ax\;dx}{\sin^2 ax} = \frac{1}{a(n-1)}\tan^{n-1} (ax) +C\qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!

Tích phân chứa hàm costang[sửa | sửa mã nguồn]

\int\frac{\tan^n ax\;dx}{\cos^2 ax} = \frac{1}{a(n+1)}\tan^{n+1} ax +C\qquad\mbox{(for }n\neq -1\mbox{)}\,\!

Tích phân chứa hàm sincotang[sửa | sửa mã nguồn]

\int\frac{\cot^n ax\;dx}{\sin^2 ax} = -\frac{1}{a(n+1)}\cot^{n+1} ax  +C\qquad\mbox{(for }n\neq -1\mbox{)}\,\!

Tích phân chứa hàm coscotang[sửa | sửa mã nguồn]

\int\frac{\cot^n ax\;dx}{\cos^2 ax} = \frac{1}{a(1-n)}\tan^{1-n} ax +C\qquad\mbox{(for }n\neq 1\mbox{)}\,\!

Tích phân với giới hạn đối xứng[sửa | sửa mã nguồn]

\int_{{-c}}^{{c}}\sin {x}\;dx = 0 \!
\int_{{-c}}^{{c}}\cos {x}\;dx = 2\int_{{0}}^{{c}}\cos {x}\;dx = 2\int_{{-c}}^{{0}}\cos {x}\;dx = 2\sin {c} \!
\int_{{-c}}^{{c}}\tan {x}\;dx = 0 \!
\int_{-\frac{a}{2}}^{\frac{a}{2}} x^2\cos^2 {\frac{n\pi x}{a}}\;dx = \frac{a^3(n^2\pi^2-6)}{24n^2\pi^2}   \qquad\mbox{(for }n=1,3,5...\mbox{)}\,\!

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Stewart, James. Calculus: Early Transcendentals, 6th Edition. Thomson: 2008