Skip to content · ⁨Bỏ qua nội dung⁩

Integration and Accumulation of Change · ⁨Tích phân và Tích lũy thay đổi⁩

AP Calculus AB · ⁨AP Giải tích AB⁩ · Topic 6 · ⁨Chủ đề 6⁩

Video lesson for this topic · ⁨Bài học video cho chủ đề này⁩ Open the video page · ⁨Mở trang video⁩
10:18

Tích lũy & Tích hợp

Vi phân tìm ra tốc độ thay đổi. Tích hợp chạy ngược lại: given a rate, it finds the total accumulated change. Here is the key picture. Water…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp⁩

6.1

Exploring Accumulations of Change · ⁨Khám phá Tích lũy Thay đổi⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Enduring Understanding (CHA-4): Definite integrals allow us to solve problems involving the accumulation of change over an interval.

Learning Objective CHA-4.A: Interpret the meaning of areas associated with the graph of a rate of change in context.

  • CHA-4.A.1 The area of the region between the graph of a rate of change function and the $x$ axis gives the accumulation of change.
  • CHA-4.A.2 In some cases, accumulation of change can be evaluated by using geometry.
  • CHA-4.A.3 If a rate of change is positive (negative) over an interval, then the accumulated change is positive (negative).
  • CHA-4.A.4 The unit for the area of a region defined by rate of change is the unit for the rate of change multiplied by the unit for the independent variable.
Tiếng Việt

Hiểu biết bền vững (CHA-4): Tích phân xác định cho phép chúng ta giải quyết các bài toán liên quan đến sự tích lũy thay đổi trên một khoảng.

Mục tiêu học tập CHA-4.A: Giải thích ý nghĩa của các diện tích liên quan đến đồ thị của tốc độ thay đổi trong ngữ cảnh cụ thể.

  • CHA-4.A.1 Diện tích của vùng nằm giữa đồ thị của hàm tốc độ thay đổi và trục $x$ cho biết giá trị của sự tích lũy thay đổi.
  • CHA-4.A.2 Trong một số trường hợp, sự tích lũy thay đổi có thể được tính toán bằng cách sử dụng hình học.
  • CHA-4.A.3 Nếu tốc độ thay đổi mang dấu dương (âm) trên một khoảng, thì sự tích lũy thay đổi cũng mang dấu dương (âm).
  • CHA-4.A.4 Đơn vị đo của diện tích vùng được xác định bởi tốc độ thay đổi là đơn vị của tốc độ thay đổi nhân với đơn vị của biến độc lập.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

Differentiation found rates. Integration runs the idea in reverse: given a rate of change, it finds the accumulated change 累积变化. The key picture: the area between the graph of a rate function and the $x$-axis gives the total accumulation.

  • If the rate is positive over an interval, the accumulated change is positive; if negative, negative. Area below the axis counts as negative.
  • Simple regions (triangles, rectangles) can be found with geometry 几何.
  • Units: the area's unit is the rate's unit times the input's unit. A rate in vehicles-per-hour times hours gives vehicles.
Tiếng Việt
Bể chứa nước: tích phân tích lũy thay đổi – thể tích tổng cộng từ tốc độ dòng chảy
Bể chứa nước: tích phân tích lũy thay đổi – thể tích tổng cộng từ tốc độ dòng chảy

Vi phân tìm tốc độ. Tích phân thực hiện quá trình ngược lại: khi đã biết tốc độ biến thiên, nó tìm sự biến thiên tích lũy. Hình ảnh cốt lõi: diện tích giữa đồ thị của hàm tốc độ và trục $x$ cho biết tổng lượng tích lũy.

  • Nếu tốc độ dương trên một khoảng, thay đổi tích lũy là dương; nếu âm, thì âm. Diện tích dưới trục tính là âm.
  • Các vùng đơn giản (tam giác, hình chữ nhật) có thể tính được bằng hình học.
  • Đơn vị: đơn vị của diện tích là đơn vị của tốc độ nhân với đơn vị của đầu vào. Tốc độ xe mỗi giờ nhân với giờ cho ra xe.
6.2

Approximating Areas with Riemann Sums · ⁨xấp xỉ Diện tích bằng Tổng Riemann⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Enduring Understanding (LIM-5): Definite integrals can be approximated using geometric and numerical methods.

Learning Objective LIM-5.A: Approximate a definite integral using geometric and numerical methods.

  • LIM-5.A.1 Definite integrals can be approximated for functions that are represented graphically, numerically, analytically, and verbally.
  • LIM-5.A.2 Definite integrals can be approximated using a left Riemann sum, a right Riemann sum, a midpoint Riemann sum, or a trapezoidal sum; approximations can be computed using either uniform or nonuniform partitions.
  • LIM-5.A.3 Definite integrals can be approximated using numerical methods, with or without technology.
  • LIM-5.A.4 Depending on the behavior of a function, it may be possible to determine whether an approximation for a definite integral is an underestimate or overestimate for the value of the definite integral.
Tiếng Việt

Hiểu biết bền vững (LIM-5): Tích phân xác định có thể được xấp xỉ bằng các phương pháp hình học và số học.

Mục tiêu học tập LIM-5.A: Xấp xỉ một tích phân xác định bằng các phương pháp hình học và số học.

  • LIM-5.A.1 Tích phân xác định có thể được xấp xỉ đối với các hàm số được biểu diễn dưới dạng đồ thị, bảng số liệu, biểu thức giải tích và văn bản mô tả.
  • LIM-5.A.2 Tích phân xác định có thể được xấp xỉ bằng tổng Riemann trái, tổng Riemann phải, tổng Riemann điểm giữa, hoặc tổng hình thang; các giá trị xấp xỉ có thể được tính toán bằng cách sử dụng các phân hoạch đều hoặc không đều.
  • LIM-5.A.3 Tích phân xác định có thể được xấp xỉ bằng các phương pháp số học, có hoặc không có sự hỗ trợ của công nghệ.
  • LIM-5.A.4 Tùy thuộc vào tính chất của hàm số, có thể xác định được liệu giá trị xấp xỉ của một tích phân xác định là ước lượng thấp hay ước lượng cao so với giá trị thực tế của tích phân đó.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English
The integral as area (Riemann sums)
Trapezoidal sums approximate area

When exact area is hard, approximate it with a Riemann sum 黎曼和 – split the interval into subintervals and add up rectangle (or trapezoid) areas. The four standard estimates:

  • Left Riemann sum – rectangle height from the left endpoint of each subinterval.
  • Right Riemann sum – height from the right endpoint.
  • Midpoint Riemann sum – height from the midpoint 中点.
  • Trapezoidal sum 梯形法 – average the two endpoint heights (a trapezoid).

Subintervals may be uniform (equal width) or nonuniform – read widths from the table.

Over- or underestimate? Judge from the behavior of the function: for an increasing function, a left sum underestimates and a right sum overestimates; a trapezoidal sum overestimates when the function is concave up and underestimates when concave down. Exam parts ask you to state which and why.

Worked example. A table gives $f(0)=3$, $f(2)=5$, $f(4)=8$, $f(6)=9$. Estimate $\int_0^6 f(x)\,dx$ with a right Riemann sum of three equal subintervals ($\Delta x=2$). Use the right endpoint of each strip:

$$2\big(f(2)+f(4)+f(6)\big)=2(5+8+9)=44.$$
Since $f$ is increasing, this right sum is an overestimate; the left sum $2(3+5+8)=32$ would be an underestimate.

Tiếng Việt
The integral as area (Riemann sums)
Trapezoidal sums approximate area

Khi diện tích chính xác khó tính, hãy xấp xỉ nó bằng tổng Riemann – chia khoảng thành các đoạn con và cộng lại diện tích các hình chữ nhật (hoặc hình thang). Bốn ước lượng tiêu chuẩn:

Tổng Riemann: các hình chữ nhật có chiều rộng dx xấp xỉ diện tích dưới đường cong
Mỗi hình chữ nhật có diện tích $f(x)\,\Delta x$; cộng chúng lại để ước tính diện tích, và khi các dải thu hẹp dần thì tổng tiến gần đến tích phân xác định.
  • Tổng Riemann trái – chiều cao hình chữ nhật lấy từ đầu mút trái của mỗi đoạn con.
  • Tổng Riemann phải – chiều cao lấy từ đầu mút phải.
  • Tổng Riemann trung điểm – chiều cao lấy từ trung điểm.
  • Tổng hình thang – trung bình hai chiều cao đầu mút (một hình thang).

Các đoạn con có thể là đều (chiều rộng bằng nhau) hoặc không đều – đọc chiều rộng từ bảng số liệu.

Ước lượng cao hay thấp? Đánh giá dựa trên hành vi của hàm số: đối với hàm đồng biến, tổng bên trái sẽ ước lượng thấp hơn và tổng bên phải sẽ ước lượng cao hơn; tổng hình thang sẽ ước lượng cao hơn khi hàm số lồi lên và thấp hơn khi lồi xuống. Các phần của đề thi yêu cầu bạn nêu rõ loại ước lượng nào và lý do tại sao.

Ví dụ giải chi tiết. Một bảng cho biết $f(0)=3$, $f(2)=5$, $f(4)=8$, $f(6)=9$. Ước tính $\int_0^6 f(x)\,dx$ bằng tổng Riemann bên phải gồm ba khoảng con bằng nhau ($\Delta x=2$). Sử dụng điểm đầu mút bên phải của mỗi dải:

$$2\big(f(2)+f(4)+f(6)\big)=2(5+8+9)=44.$$
Vì $f$ là hàm đồng biến, tổng bên phải này là ước lượng cao; nếu dùng tổng bên trái $2(3+5+8)=32$ thì sẽ là ước lượng thấp.

Explore · ⁨Khám phá⁩

Approximate area with rectangles · ⁨Xấp xỉ diện tích bằng hình chữ nhật⁩

y = ax³ + bx² + cx + d

A Riemann sum approximates the area under a curve with rectangles. Add more, thinner rectangles and the estimate converges to the exact definite integral. · ⁨Một tổng Riemann xấp xỉ diện tích dưới đường cong bằng các hình chữ nhật. Thêm nhiều hình chữ nhật mỏng hơn và ước lượng sẽ hội tụ về tích phân xác định chính xác.⁩

Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
English Tiếng Việt
accumulated change/əˈkjuːmjʊleɪtɪd tʃeɪndʒ/ biến đổi tích lũy
geometry/dʒiˈɒmətri/ hình học
Riemann sum/ˈriːmən sʌm/ tổng Riemann
midpoint/ˈmɪdpɔɪnt/ trung điểm
Trapezoidal sum/ˈtræpɪzɔɪdl sʌm/ tổng hình thang
definite integral/ˈdefɪnət ˈɪntɪɡrəl/ tích phân xác định
6.3

Riemann Sums and Integral Notation · ⁨Tổng Riemann và Ký hiệu Tích phân⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Enduring Understanding (LIM-5): Definite integrals can be approximated using geometric and numerical methods.

Learning Objective LIM-5.B: Interpret the limiting case of the Riemann sum as a definite integral.

  • LIM-5.B.1 The limit of an approximating Riemann sum can be interpreted as a definite integral.
  • LIM-5.B.2 A Riemann sum, which requires a partition of an interval $I$, is the sum of products, each of which is the value of the function at a point in a subinterval multiplied by the length of that subinterval of the partition.

Learning Objective LIM-5.C: Represent the limiting case of the Riemann sum as a definite integral.

  • LIM-5.C.1 The definite integral of a continuous function $f$ over the interval $[a, b]$, denoted by $\int_{a}^{b} f(x)\,dx$, is the limit of Riemann sums as the widths of the subintervals approach 0. That is, $\int_{a}^{b} f(x)\,dx = \lim_{\max \Delta x_i \to 0} \sum_{i=1}^{n} f(x_i^{*})\Delta x_i$, where $n$ is the number of subintervals, $\Delta x_i$ is the width of the $i$th subinterval, and $x_i^{*}$ is a value in the $i$th subinterval.
  • LIM-5.C.2 A definite integral can be translated into the limit of a related Riemann sum, and the limit of a Riemann sum can be written as a definite integral.
Tiếng Việt

Hiểu biết bền vững (LIM-5): Tích phân xác định có thể được xấp xỉ bằng các phương pháp hình học và số học.

Mục tiêu học tập LIM-5.B: Diễn giải giới hạn của tổng Riemann dưới dạng tích phân xác định.

  • LIM-5.B.1 Giới hạn của một tổng Riemann xấp xỉ có thể được diễn giải là một tích phân xác định.
  • LIM-5.B.2 Một tổng Riemann, đòi hỏi một phân hoạch của khoảng $I$, là tổng của các tích, mỗi tích bao gồm giá trị của hàm số tại một điểm trong phân đoạn nhỏ nhân với độ dài của phân đoạn nhỏ đó trong phân hoạch.

Mục tiêu học tập LIM-5.C: Biểu diễn giới hạn của tổng Riemann dưới dạng tích phân xác định.

  • LIM-5.C.1 Tích phân xác định của hàm liên tục $f$ trên khoảng $[a, b]$, ký hiệu bởi $\int_{a}^{b} f(x)\,dx$, là giới hạn của các tổng Riemann khi độ rộng của các đoạn con tiến tới 0. Tức là, $\int_{a}^{b} f(x)\,dx = \lim_{\max \Delta x_i \to 0} \sum_{i=1}^{n} f(x_i^{*})\Delta x_i$, trong đó $n$ là số lượng đoạn con, $\Delta x_i$ là độ rộng của đoạn con thứ $i$, và $x_i^{*}$ là một giá trị nằm trong đoạn con thứ $i$.
  • LIM-5.C.2 Một tích phân xác định có thể được chuyển đổi thành giới hạn của một tổng Riemann liên quan, và giới hạn của một tổng Riemann có thể được viết dưới dạng tích phân xác định.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

As the subinterval widths shrink to zero, the Riemann sum approaches an exact value – the definite integral 定积分:

$$\int_a^b f(x)\,dx = \lim_{\max \Delta x_i \to 0}\sum_{i=1}^{n} f(x_i^{*})\,\Delta x_i.$$
Here $\Delta x_i$ is the width of the $i$th subinterval and $x_i^{*}$ a point inside it. So a definite integral is the limit of a Riemann sum, and you should be able to translate each into the other.

Tiếng Việt

Khi chiều rộng các đoạn con thu nhỏ về 0, tổng Riemann tiến tới một giá trị chính xác – tích phân xác định:

$$\int_a^b f(x)\,dx = \lim_{\max \Delta x_i \to 0}\sum_{i=1}^{n} f(x_i^{*})\,\Delta x_i.$$
Ở đây $\Delta x_i$ là chiều rộng của đoạn con thứ $i$ và $x_i^{*}$ là một điểm nằm bên trong nó. Vậy tích phân xác định là giới hạn của một tổng Riemann, và bạn nên có khả năng dịch chuyển giữa hai dạng này.

6.4

The Fundamental Theorem of Calculus and Accumulation Functions · ⁨Định lý Cơ bản của Giải tích và Hàm Tích lũy⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Enduring Understanding (FUN-5): The Fundamental Theorem of Calculus connects differentiation and integration.

Learning Objective FUN-5.A: Represent accumulation functions using definite integrals.

  • FUN-5.A.1 The definite integral can be used to define new functions.
    • Illustrative examples for FUN-5.A.1: $f(x) = \int_{0}^{x} e^{-t^2}\,dt$.
  • FUN-5.A.2 If $f$ is a continuous function on an interval containing $a$, then $\dfrac{d}{dx}\left( \int_{a}^{x} f(t)\,dt \right) = f(x)$, where $x$ is in the interval.
Tiếng Việt

Hiểu biết bền vững (FUN-5): Định lý Cơ bản của Giải tích kết nối vi phân và tích phân.

Mục tiêu học tập FUN-5.A: Biểu diễn các hàm số tích lũy bằng tích phân xác định.

  • FUN-5.A.1 Tích phân xác định có thể được sử dụng để định nghĩa các hàm số mới.
    • Ví dụ minh họa cho FUN-5.A.1: $f(x) = \int_{0}^{x} e^{-t^2}\,dt$.
  • FUN-5.A.2 Nếu $f$ là một hàm liên tục trên một khoảng chứa $a$, thì $\dfrac{d}{dx}\left( \int_{a}^{x} f(t)\,dt \right) = f(x)$, trong đó $x$ nằm trong khoảng đó.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English
The Fundamental Theorem of Calculus

A definite integral with a variable upper limit defines a new accumulation function 累积函数. The Fundamental Theorem of Calculus 微积分基本定理 (first part) says differentiation undoes this accumulation: if $f$ is continuous, then

$$\frac{d}{dx}\int_a^x f(t)\,dt = f(x).$$
So if $g(x)=\int_a^x f(t)\,dt$, then $g'(x)=f(x)$ and $g''(x)=f'(x)$. This is the engine behind the very common "let $g(x)=\int_a^x f(t)\,dt$" questions.

Tiếng Việt
Định lý cơ bản của giải tích

Một tích phân xác định với cận trên là biến số xác định một hàm tích lũy mới. Định lý cơ bản của giải tích (phần thứ nhất) nói rằng phép vi phân undo lại quá trình tích lũy này: nếu $f$ liên tục, thì

$$\frac{d}{dx}\int_a^x f(t)\,dt = f(x).$$
Vậy nếu $g(x)=\int_a^x f(t)\,dt$, thì $g'(x)=f(x)$ và $g''(x)=f'(x)$. Đây là động cơ đằng sau các câu hỏi "let $g(x)=\int_a^x f(t)\,dt$" rất phổ biến.

Hàm tích lũy cộng diện tích có dấu; Định lý cơ bản của giải tích nói đạo hàm của nó là f
Hàm tích lũy cộng diện tích có dấu; Định lý cơ bản của giải tích nói đạo hàm của nó là f
Explore · ⁨Khám phá⁩

Accumulate area as an integral · ⁨Tích lũy diện tích như một tích phân⁩

y = ax³ + bx² + cx + d

An accumulation function $\int_a^x f(t)\,dt$ builds up signed area as $x$ moves. The Fundamental Theorem says its derivative is just $f(x)$. · ⁨Một hàm tích lũy $\int_a^x f(t)\,dt$ xây dựng diện tích có dấu khi $x$ di chuyển. Định lý Cơ bản nói rằng đạo hàm của nó chỉ đơn giản là $f(x)$.⁩

Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
English Tiếng Việt
accumulation function/əˌkjuːmjʊˈleɪʃn ˈfʌŋkʃn/ hàm tích lũy
Fundamental Theorem of Calculus/ˌfʌndəˈmentl ˈθɪərəm ɒv ˈkælkjʊləs/ Định lý cơ bản của giải tích
antiderivative/ˌæntɪdɪˈrɪvətɪv/ nguyên hàm
indefinite integral/ɪnˈdefɪnət ˈɪntɪɡrəl/ tích phân bất định
constant of integration/ˈkɒnstənt ɒv ˌɪntɪˈɡreɪʃn/ hằng số tích phân
6.5

Behavior of Accumulation Functions · ⁨Tính chất của Hàm Tích lũy⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Enduring Understanding (FUN-5): The Fundamental Theorem of Calculus connects differentiation and integration.

Learning Objective FUN-5.A: Represent accumulation functions using definite integrals.

  • FUN-5.A.3 Graphical, numerical, analytical, and verbal representations of a function $f$ provide information about the function $g$ defined as $g(x) = \int_{a}^{x} f(t)\,dt$.
Tiếng Việt

Hiểu biết bền vững (FUN-5): Định lý Cơ bản của Giải tích kết nối vi phân và tích phân.

Mục tiêu học tập FUN-5.A: Biểu diễn các hàm số tích lũy bằng tích phân xác định.

  • FUN-5.A.3 Các biểu diễn đồ thị, số học, giải tích và văn bản của hàm số $f$ cung cấp thông tin về hàm số $g$ được định nghĩa là $g(x) = \int_{a}^{x} f(t)\,dt$.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

Because $g'(x)=f(x)$, everything from Unit 5 applies to an accumulation function using the graph of $f$:

  • $g$ is increasing where $f>0$ and decreasing where $f<0$;
  • $g$ has a local extremum where $f$ crosses zero (with a sign change);
  • $g$ is concave up where $f$ is increasing; inflection points of $g$ occur where $f$ has a local extremum.

To get a value of $g$, compute the signed area: $g(x)=\int_a^x f(t)\,dt$, adding areas above the axis and subtracting areas below.

Tiếng Việt

Vì $g'(x)=f(x)$, nên mọi nội dung từ Đơn vị 5 đều áp dụng được cho một hàm tích lũy sử dụng đồ thị của $f$:

  • $g$ đồng biến khi $f>0$ và nghịch biến khi $f<0$;
  • $g$ đạt cực trị tại nơi $f$ cắt trục hoành (có sự đổi dấu);
  • $g$ lồi lên khi $f$ đồng biến; điểm uốn của $g$ xuất hiện tại nơi $f$ đạt cực trị.

Để tìm giá trị của $g$, hãy tính diện tích có dấu: $g(x)=\int_a^x f(t)\,dt$, cộng các diện tích phía trên trục hoành và trừ các diện tích phía dưới.

6.6

Properties of Definite Integrals · ⁨Tính chất của Tích phân xác định⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Enduring Understanding (FUN-6): Recognizing opportunities to apply knowledge of geometry and mathematical rules can simplify integration.

Learning Objective FUN-6.A: Calculate a definite integral using areas and properties of definite integrals.

  • FUN-6.A.1 In some cases, a definite integral can be evaluated by using geometry and the connection between the definite integral and area.
  • FUN-6.A.2 Properties of definite integrals include the integral of a constant times a function, the integral of the sum of two functions, reversal of limits of integration, and the integral of a function over adjacent intervals.
  • FUN-6.A.3 The definition of the definite integral may be extended to functions with removable or jump discontinuities.
Tiếng Việt

Hiểu biết bền vững (FUN-6): Nhận ra các cơ hội để áp dụng kiến thức về hình học và các quy tắc toán học có thể đơn giản hóa việc tìm nguyên hàm/tích phân.

Mục tiêu học tập FUN-6.A: Tính toán một tích phân xác định bằng cách sử dụng diện tích và các tính chất của tích phân xác định.

  • FUN-6.A.1 Trong một số trường hợp, tích phân xác định có thể được tính toán bằng cách sử dụng hình học và mối liên hệ giữa tích phân xác định với diện tích.
  • FUN-6.A.2 Các tính chất của tích phân xác định bao gồm: tích phân của hằng số nhân với hàm số, tích phân của tổng hai hàm số, đảo ngược cận của tích phân, và tích phân của một hàm số trên các khoảng kề nhau.
  • FUN-6.A.3 Định nghĩa của tích phân xác định có thể được mở rộng cho các hàm số có điểm gián đoạn có thể loại bỏ hoặc điểm nhảy.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

These properties simplify computation and appear constantly:

$$\int_a^a f = 0,\qquad \int_b^a f = -\int_a^b f,\qquad \int_a^b \big(f\pm g\big) = \int_a^b f \pm \int_a^b g,$$
$$\int_a^b k\,f = k\int_a^b f,\qquad \int_a^c f + \int_c^b f = \int_a^b f.$$
The last (splitting at an interior point $c$) lets you build a total integral from pieces read off a graph.

Tiếng Việt

Các tính chất này giúp đơn giản hóa việc tính toán và thường xuyên xuất hiện:

$$\int_a^a f = 0,\qquad \int_b^a f = -\int_a^b f,\qquad \int_a^b \big(f\pm g\big) = \int_a^b f \pm \int_a^b g,$$
$$\int_a^b k\,f = k\int_a^b f,\qquad \int_a^c f + \int_c^b f = \int_a^b f.$$
Tính chất cuối cùng (chia nhỏ tại một điểm trong khoảng $c$) cho phép bạn xây dựng tích phân tổng từ các phần đọc được trên đồ thị.

6.7

The Fundamental Theorem and Evaluating Integrals · ⁨Định lý Cơ bản và Đánh giá Tích phân⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Enduring Understanding (FUN-6): Recognizing opportunities to apply knowledge of geometry and mathematical rules can simplify integration.

Learning Objective FUN-6.B: Evaluate definite integrals analytically using the Fundamental Theorem of Calculus.

  • FUN-6.B.1 An antiderivative of a function $f$ is a function $g$ whose derivative is $f$.
  • FUN-6.B.2 If a function $f$ is continuous on an interval containing $a$, the function defined by $F(x) = \int_{a}^{x} f(t)\,dt$ is an antiderivative of $f$ for $x$ in the interval.
  • FUN-6.B.3 If $f$ is continuous on the interval $[a, b]$ and $F$ is an antiderivative of $f$, then $\int_{a}^{b} f(x)\,dx = F(b) - F(a)$.
Tiếng Việt

Hiểu biết bền vững (FUN-6): Nhận ra các cơ hội để áp dụng kiến thức về hình học và các quy tắc toán học có thể đơn giản hóa việc tìm nguyên hàm/tích phân.

Mục tiêu học tập FUN-6.B: Tính toán các tích phân xác định theo giải tích bằng cách sử dụng Định lý Cơ bản của Giải tích.

  • FUN-6.B.1 Một nguyên hàm của hàm số $f$ là một hàm số $g$ có đạo hàm là $f$.
  • FUN-6.B.2 Nếu một hàm số $f$ liên tục trên một khoảng chứa $a$, thì hàm số được xác định bởi $F(x) = \int_{a}^{x} f(t)\,dt$ là một nguyên hàm của $f$ đối với mọi $x$ trong khoảng đó.
  • FUN-6.B.3 Nếu $f$ liên tục trên khoảng $[a, b]$ và $F$ là một nguyên hàm của $f$, thì $\int_{a}^{b} f(x)\,dx = F(b) - F(a)$.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

The second part of the Fundamental Theorem evaluates a definite integral using an antiderivative 原函数. If $F'=f$, then

$$\int_a^b f(x)\,dx = F(b)-F(a).$$
So: find any antiderivative $F$, then subtract its values at the two limits. This is how most exact integrals are computed. It also gives the net change view: $\int_a^b g'(t)\,dt = g(b)-g(a)$, so a starting value plus accumulated change gives a later value, e.g. $g(5)=g(0)+\int_0^5 g'(t)\,dt$.

Worked example. Evaluate $\int_1^3 (2x+1)\,dx$. An antiderivative is $F(x)=x^2+x$, so

$$\int_1^3(2x+1)\,dx=F(3)-F(1)=(9+3)-(1+1)=12-2=10.$$

Tiếng Việt

Phần thứ hai của Định lý Cơ bản đánh giá một tích phân xác định thông qua một nguyên hàm. Nếu $F'=f$, thì

$$\int_a^b f(x)\,dx = F(b)-F(a).$$
Do đó: tìm bất kỳ nguyên hàm nào $F$, sau đó trừ giá trị của nó tại hai cận. Đây là cách hầu hết các tích phân chính xác được tính toán. Nó cũng cung cấp góc nhìn về biến thiên thuần: $\int_a^b g'(t)\,dt = g(b)-g(a)$, nên giá trị ban đầu cộng với biến thiên tích lũy sẽ cho ra giá trị sau, ví dụ $g(5)=g(0)+\int_0^5 g'(t)\,dt$.

Ví dụ minh họa. Đánh giá $\int_1^3 (2x+1)\,dx$. Một nguyên hàm là $F(x)=x^2+x$, vì vậy

$$\int_1^3(2x+1)\,dx=F(3)-F(1)=(9+3)-(1+1)=12-2=10.$$

Một tích phân xác định là diện tích có dấu giữa đường cong và trục x
Một tích phân xác định là diện tích có dấu giữa đường cong và trục x
6.8

Antiderivatives and Indefinite Integrals · ⁨Nguyên hàm và Tích phân vô hạn⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Enduring Understanding (FUN-6): Recognizing opportunities to apply knowledge of geometry and mathematical rules can simplify integration.

Learning Objective FUN-6.C: Determine antiderivatives of functions and indefinite integrals, using knowledge of derivatives.

  • FUN-6.C.1 $\int f(x)\,dx$ is an indefinite integral of the function $f$ and can be expressed as $\int f(x)\,dx = F(x) + C$, where $F'(x) = f(x)$ and $C$ is any constant.
  • FUN-6.C.2 Differentiation rules provide the foundation for finding antiderivatives.
  • FUN-6.C.3 Many functions do not have closed-form antiderivatives.
Tiếng Việt

Hiểu biết bền vững (FUN-6): Nhận ra các cơ hội để áp dụng kiến thức về hình học và các quy tắc toán học có thể đơn giản hóa việc tìm nguyên hàm/tích phân.

Mục tiêu học tập FUN-6.C: Xác định nguyên hàm của các hàm số và tích phân không xác định, sử dụng kiến thức về đạo hàm.

  • FUN-6.C.1 $\int f(x)\,dx$ là nguyên hàm của hàm số $f$ và có thể biểu diễn dưới dạng $\int f(x)\,dx = F(x) + C$, trong đó $F'(x) = f(x)$ và $C$ là bất kỳ hằng số nào.
  • FUN-6.C.2 Các quy tắc đạo hàm cung cấp nền tảng để tìm nguyên hàm.
  • FUN-6.C.3 Nhiều hàm số không có nguyên hàm ở dạng đóng (closed-form).

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

An indefinite integral 不定积分 is the family of all antiderivatives, written with a constant of integration 积分常数:

$$\int f(x)\,dx = F(x)+C.$$
Reverse each derivative rule to build the basic antiderivatives:
$$\int x^n\,dx = \frac{x^{n+1}}{n+1}+C\ (n\neq -1),\quad \int \frac{1}{x}\,dx = \ln|x|+C,\quad \int e^x\,dx = e^x+C,$$
$$\int \cos x\,dx = \sin x + C,\quad \int \sin x\,dx = -\cos x + C.$$

Tiếng Việt

Một tích phân vô hạn là họ tất cả các nguyên hàm, được viết kèm theo hệ số tự do (hằng số nguyên hàm):

$$\int f(x)\,dx = F(x)+C.$$
Lật ngược từng quy tắc đạo hàm để xây dựng các nguyên hàm cơ bản:
$$\int x^n\,dx = \frac{x^{n+1}}{n+1}+C\ (n\neq -1),\quad \int \frac{1}{x}\,dx = \ln|x|+C,\quad \int e^x\,dx = e^x+C,$$
$$\int \cos x\,dx = \sin x + C,\quad \int \sin x\,dx = -\cos x + C.$$

6.9

Integrating Using Substitution · ⁨Tích phân bằng Phương pháp Đặt ẩn phụ⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Enduring Understanding (FUN-6): Recognizing opportunities to apply knowledge of geometry and mathematical rules can simplify integration.

Learning Objective FUN-6.D: For integrands requiring substitution or rearrangements into equivalent forms: (a) Determine indefinite integrals. (b) Evaluate definite integrals.

  • FUN-6.D.1 Substitution of variables is a technique for finding antiderivatives.
  • FUN-6.D.2 For a definite integral, substitution of variables requires corresponding changes to the limits of integration.
Tiếng Việt

Hiểu biết bền vững (FUN-6): Nhận ra các cơ hội để áp dụng kiến thức về hình học và các quy tắc toán học có thể đơn giản hóa việc tìm nguyên hàm/tích phân.

Mục tiêu học tập FUN-6.D: Đối với các biểu thức dưới dấu tích phân yêu cầu đặt ẩn phụ hoặc biến đổi sang dạng tương đương: (a) Xác định nguyên hàm. (b) Tính tích phân xác định.

  • FUN-6.D.1 Đổi biến số là một kỹ thuật dùng để tìm nguyên hàm.
  • FUN-6.D.2 Đối với tích phân xác định, việc đổi biến số yêu cầu phải thay đổi tương ứng các cận của tích phân.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

$u$-substitution 换元积分法 reverses the chain rule. Choose an inside function $u=g(x)$, so $du=g'(x)\,dx$, and rewrite the integral entirely in $u$:

$$\int f\big(g(x)\big)g'(x)\,dx = \int f(u)\,du.$$
Look for a function and its derivative both present. For a definite integral, either change the limits to $u$-values or convert back to $x$ before substituting the original limits.

Worked example. Evaluate $\int 2x\cos(x^2)\,dx$. The inside function is $u=x^2$, whose derivative $2x\,dx=du$ is present, so

$$\int 2x\cos(x^2)\,dx=\int \cos u\,du=\sin u + C=\sin(x^2)+C.$$
Spotting that $2x$ is exactly $\dfrac{du}{dx}$ is the whole trick.

Tiếng Việt

Đặt $u$-substitution đảo ngược quy tắc chuỗi. Chọn một hàm bên trong $u=g(x)$, sao cho $du=g'(x)\,dx$, và viết lại toàn bộ tích phân theo $u$:

$$\int f\big(g(x)\big)g'(x)\,dx = \int f(u)\,du.$$
Tìm kiếm một hàm và đạo hàm của nó đều xuất hiện. Đối với tích phân xác định, hãy thay đổi cận thành giá trị $u$ hoặc chuyển ngược về $x$ trước khi thế lại các cận ban đầu.

Ví dụ minh họa. Đánh giá $\int 2x\cos(x^2)\,dx$. Hàm bên trong là $u=x^2$, mà đạo hàm $2x\,dx=du$ của nó có mặt, vì vậy

$$\int 2x\cos(x^2)\,dx=\int \cos u\,du=\sin u + C=\sin(x^2)+C.$$
Nhận thấy rằng $2x$ chính xác là $\dfrac{du}{dx}$ chính là mấu chốt của vấn đề.

6.10

Long Division and Completing the Square · ⁨Chia đa thức và Hoàn thành bình phương⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Enduring Understanding (FUN-6): Recognizing opportunities to apply knowledge of geometry and mathematical rules can simplify integration.

Learning Objective FUN-6.D: For integrands requiring substitution or rearrangements into equivalent forms: (a) Determine indefinite integrals. (b) Evaluate definite integrals.

  • FUN-6.D.3 Techniques for finding antiderivatives include rearrangements into equivalent forms, such as long division and completing the square.
Tiếng Việt

Hiểu biết bền vững (FUN-6): Nhận ra các cơ hội để áp dụng kiến thức về hình học và các quy tắc toán học có thể đơn giản hóa việc tìm nguyên hàm/tích phân.

Mục tiêu học tập FUN-6.D: Đối với các biểu thức dưới dấu tích phân yêu cầu đặt ẩn phụ hoặc biến đổi sang dạng tương đương: (a) Xác định nguyên hàm. (b) Tính tích phân xác định.

  • FUN-6.D.3 Các kỹ thuật tìm nguyên hàm bao gồm việc biến đổi sang các dạng tương đương, chẳng hạn như chia đa thức và hoàn thành bình phương.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

Two algebraic set-up moves let more integrals fit the basic forms: polynomial long division 多项式长除法 when the top degree is $\ge$ the bottom degree of a rational function, and completing the square 配方法 to turn a quadratic denominator into a form that integrates to an arctangent or logarithm.

Tiếng Việt

Hai thao tác thiết lập đại số giúp nhiều tích phân phù hợp với các dạng cơ bản: phép chia đa thức khi bậc của tử bằng $\ge$ bậc của mẫu của một hàm phân thức, và hoàn thành bình phương để biến mẫu bậc hai về dạng có thể tích phân thành arctangent hoặc logarit.

6.14

Selecting Techniques for Antidifferentiation · ⁨Chọn Kỹ thuật cho Nguyên hàm⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

This topic is intended to focus on the skill of selecting an appropriate procedure for antidifferentiation. Students should be given opportunities to practice when and how to apply all learning objectives relating to antidifferentiation.

Tiếng Việt

Chủ đề này nhằm tập trung vào kỹ năng chọn thủ tục phù hợp để tìm nguyên hàm. Học sinh cần có cơ hội thực hành khi nào và làm thế nào để áp dụng tất cả các mục tiêu học tập liên quan đến tìm nguyên hàm.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

A skill topic: match the integral to a method. Try a basic antiderivative first; look for a $u$-substitution (an inside function whose derivative is also present); use algebra (division, completing the square, splitting a fraction) to reshape the integrand into a standard form. Naming the structure first prevents wasted effort.

Tiếng Việt

Một chủ đề kỹ năng: khớp tích phân với một phương pháp. Thử một nguyên hàm cơ bản trước; tìm kiếm đặt $u$-substitution (một hàm bên trong có đạo hàm cũng xuất hiện); sử dụng đại số (chia, hoàn thành bình phương, tách phân thức) để định dạng lại biểu thức dưới dấu tích phân về dạng tiêu chuẩn. Việc gọi tên cấu trúc trước sẽ ngăn ngừa công sức lãng phí.

6.14

Exam tips · ⁨Mẹo làm bài thi⁩

English
  • Integration is antidifferentiation; use the power rule $\int x^n\,dx=\tfrac{x^{n+1}}{n+1}+C$ and don't forget the $+C$.
  • The Fundamental Theorem links the two: $\int_a^b f'(x)\,dx=f(b)-f(a)$, and $\tfrac{d}{dx}\int_a^x f(t)\,dt=f(x)$.
  • Approximate a definite integral with Riemann sums or the trapezoidal rule from a table of values.
  • A definite integral is a signed area (below the axis counts negative); split at sign changes for total area.
  • Use u-substitution and remember to change the limits (or back-substitute) accordingly.
Tiếng Việt
  • Tích phân là nguyên hàm; hãy sử dụng quy tắc lũy thừa $\int x^n\,dx=\tfrac{x^{n+1}}{n+1}+C$ và đừng quên thêm $+C$.
  • Định lý Cơ bản liên kết hai khái niệm: $\int_a^b f'(x)\,dx=f(b)-f(a)$, và $\tfrac{d}{dx}\int_a^x f(t)\,dt=f(x)$.
  • xấp xỉ một tích phân xác định bằng tổng Riemann hoặc quy tắc hình thang từ bảng giá trị.
  • Một tích phân xác định là diện tích có dấu (phía dưới trục hoành tính âm); chia nhỏ tại các điểm đổi dấu để tìm tổng diện tích.
  • Sử dụng đặt u-substitution và nhớ thay đổi cận (hoặc thế ngược) tương ứng.
Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
English Tiếng Việt
u-substitution/juː ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ đặt ẩn phụ u
polynomial long division/ˌpɒlɪˈnəʊmɪəl lɒŋ dɪˈvɪʒn/ chia đa thức
completing the square/kəmˈpliːtɪŋ ðə skweə/ hoàn thành bình phương

Interactive lessons on this topic · ⁨Bài học tương tác về chủ đề này⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Làm theo từng bước, kèm theo bài tập kiểm tra ngay lập tức.⁩

Past Papers · ⁨Đề thi cũ⁩

More topics in AP Calculus AB · ⁨AP Giải tích AB⁩ · ⁨Nhiều chủ đề hơn trong AP Calculus AB · ⁨AP Giải tích AB⁩⁩

Log in or create account · ⁨Đăng nhập hoặc tạo tài khoản⁩

IGCSE, A-Level & AP