Câu hỏi
Tìm nguyên hàm \(F\left( x \right)\) của hàm số \(f\left( x \right) = {\tan ^2}x\) biết phương trình \(F\left( x \right) = 0\) có một nghiệm bằng \(\dfrac{\pi }{4}.\)
- A \(F\left( x \right) = \tan x - 1\)
- B \(F\left( x \right) = \tan x - x + \dfrac{\pi }{4} - 1\)
- C \(F\left( x \right) = \tan x + x + \dfrac{\pi }{4} - 1\)
- D \(F\left( x \right) = 2\dfrac{{\tan x}}{{{{\cos }^2}x}} - 4\)
Phương pháp giải:
- Sử dụng biến đổi lượng giác: \({\tan ^2}x = \dfrac{1}{{{{\cos }^2}x}} - 1\).
- Sử dụng công thức nguyên hàm cơ bản: \(\int {\dfrac{{dx}}{{{{\cos }^2}x}}} = \tan x + C\).
- Sử dụng giả thiết \(F\left( {\dfrac{\pi }{4}} \right) = 0\) tìm C.
Lời giải chi tiết:
Ta có \(F\left( x \right)\) là nguyên hàm của hàm số \(f\left( x \right) = {\tan ^2}x\) nên
\(\begin{array}{l}F\left( x \right) = \int {{{\tan }^2}x} dx\\ \Rightarrow F\left( x \right) = \int {\left( {\dfrac{1}{{{{\cos }^2}x}} - 1} \right)dx} \\ \Rightarrow F\left( x \right) = \tan x - x + C\end{array}\)
Mà \(F\left( {\dfrac{\pi }{4}} \right) = 0 \Rightarrow 1 - \dfrac{\pi }{4} + C = 0 \Leftrightarrow C = \dfrac{\pi }{4} - 1.\)
Vậy \(F\left( x \right) = \tan x - x + \dfrac{\pi }{4} - 1.\)
Chọn B.