Cho hàm số \(y=f(x)\) xác định và liên tục trên \(\left[ {\frac{1}{2};2} \right],\) thỏa \(f\left( x \right) + f\left( {\frac{1}{x}} \right) = {x^2} + \frac{1}{{{x^2}}} + 2.\) Tính tích phân \(I = \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {\frac{{f\left( x \right)}}{{{x^2} + 1}}{\rm{d}}x} .\)
A. \(I = \frac{3}{2}.\)
B. \(I=2\)
C. \(I = \frac{5}{2}.\)
D. \(I=3\)
Lời giải của giáo viên
ToanVN.com
Đặt \(x = \frac{1}{t},\) suy ra \({\rm{d}}x = - \frac{1}{{{t^2}}}{\rm{d}}t.\) Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}
x = \frac{1}{2} \to t = 2\\
x = 2 \to t = \frac{1}{2}
\end{array} \right..\)
Khi đó \(I = \int\limits_2^{\frac{1}{2}} {\frac{{f\left( {\frac{1}{t}} \right)}}{{\frac{1}{{{t^2}}} + 1}}.\left( { - \frac{1}{{{t^2}}}} \right){\rm{d}}t} = \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {\frac{{f\left( {\frac{1}{t}} \right)}}{{{t^2} + 1}}{\rm{d}}t} = \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {\frac{{f\left( {\frac{1}{x}} \right)}}{{{x^2} + 1}}{\rm{d}}x} .\)
Suy ra \(2I = \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {\frac{{f\left( x \right)}}{{{x^2} + 1}}{\rm{d}}x} + \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {\frac{{f\left( {\frac{1}{x}} \right)}}{{{x^2} + 1}}{\rm{d}}x} = \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {\frac{{f\left( x \right) + f\left( {\frac{1}{x}} \right)}}{{{x^2} + 1}}{\rm{d}}x} = \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {\frac{{{x^2} + \frac{1}{{{x^2}}} + 2}}{{{x^2} + 1}}{\rm{d}}x} \)
\( = \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {\frac{{{x^2} + 1}}{{{x^2}}}{\rm{d}}x} = \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {\left( {1 + \frac{1}{{{x^2}}}} \right){\rm{d}}x} = \left( {x - \frac{1}{x}} \right)\left| {\begin{array}{*{20}{c}}
2\\
{\frac{1}{2}}
\end{array}} \right. = 3 \to I = \frac{3}{2}.\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Biết \(\int\limits_0^\pi {\frac{{x{{\sin }^{2018}}x}}{{{{\sin }^{2018}}x + {{\cos }^{2018}}x}}{\rm{d}}x} = \frac{{{\pi ^a}}}{b}\) với \(a,b \in {Z^ + }.\) Tính \(P = 2a + b.\)
Biết \(\int\limits_{ - \frac{\pi }{6}}^{\frac{\pi }{6}} {\frac{{x\cos x}}{{\sqrt {1 + {x^2}} + x}}{\rm{d}}x} = a + \frac{{{\pi ^2}}}{b} + \frac{{\sqrt 3 \pi }}{c}\) với \(a, b, c\) là các số nguyên. Tính \(P = a - b + c.\)
Cho hàm số \(f(x)\) xác định trên \(\left( {0; + \infty } \right){\rm{\backslash }}\left\{ e \right\},\) thỏa mãn \(f'\left( x \right) = \frac{1}{{x\left( {\ln x - 1} \right)}},\) \(f\left( {\frac{1}{{{e^2}}}} \right) = \ln 6\) và \(f\left( {{e^2}} \right) = 3.\) Giá trị biểu thức \(f\left( {\frac{1}{e}} \right) + f\left( {{e^3}} \right)\) bằng
Biết \(I = \int\limits_1^e {\frac{{{{\ln }^2}x + \ln x}}{{{{\left( {\ln x + x + 1} \right)}^3}}}{\rm{d}}x} = \frac{1}{a} - \frac{b}{{{{\left( {e + 2} \right)}^2}}}\) với \(a,{\rm{ }}b \in {Z^ + }.\) Tính \(P = b - a.\)
Biết \(\int\limits_{\ln \sqrt 3 }^{\ln \sqrt 8 } {\frac{1}{{\sqrt {{e^{2x}} + 1} - {e^x}}}{\rm{d}}x} = 1 + \frac{1}{2}\ln \frac{b}{a} + a\sqrt a - \sqrt b \) với \(a,{\rm{ }}b \in {Z^ + }.\) Tính \(P = a + b.\)
Biết \(\int\limits_1^2 {\ln \left( {9 - {x^2}} \right){\rm{d}}x} = a\ln 5 + b\ln 2 + c\) với \(a,{\rm{ }}b,{\rm{ }}c \in Z.\) Tính \(P = \left| a \right| + \left| b \right| + \left| c \right|.\)
Biết \(\int\limits_0^2 {\sqrt {\frac{{2 + \sqrt x }}{{2 - \sqrt x }}} {\rm{d}}x} = a\pi + b\sqrt 2 + c\) với \(a,{\rm{ }}b,{\rm{ }}c \in Z.\) Tính \(P = a + b + c.\)
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đạo hàm liên tục trên \(\left[ {0;1} \right],\) thỏa mãn \(\int\limits_1^2 {f\left( {x - 1} \right){\rm{d}}x} = 3\) và \(f\left( 1 \right) = 4.\) Tích phân \(\int\limits_0^1 {{x^3}f'\left( {{x^2}} \right){\rm{d}}x} \) bằng
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) liên tục trên \(\left[ {0; + \infty } \right)\) và thỏa \(\int\limits_0^{{x^2}} {f\left( t \right){\rm{d}}t} = x.\sin \left( {\pi x} \right)\). Tính \(f\left( {\frac{1}{4}} \right)\).
Biết \(\int\limits_1^2 {\frac{{{\rm{d}}x}}{{\left( {x + 1} \right)\sqrt x + x\sqrt {x + 1} }} = \sqrt a } - \sqrt b - c\) với \(a,{\rm{ }}b,{\rm{ }}c \in {Z^ + }.\) Tính \(P = a + b + c\).
Cho hàm số \(f(x)\) liên tục trên R và \(\int\limits_1^9 {\frac{{f\left( {\sqrt x } \right)}}{{\sqrt x }}{\rm{d}}x = 4} ,{\rm{ }}\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {f\left( {\sin x} \right)\cos x{\rm{d}}x = 2} .\) Tính tích phân \(I = \int\limits_0^3 {f\left( x \right){\rm{d}}x} .\)
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) liên tục trên R và thỏa mãn \({f^3}\left( x \right) + f\left( x \right) = x\) với mọi \(x \in R.\) Tính \(I = \int\limits_0^2 {f\left( x \right){\rm{d}}x} .\)
Cho các hàm số \(f(x), g(x)\) liên tục trên \(\left[ {0;1} \right],\) thỏa \(m.f\left( x \right) + n.f\left( {1 - x} \right) = g\left( x \right)\) với \(m, n\) là số thực khác 0 và \(\int\limits_0^1 {f\left( x \right){\rm{d}}x} = \int\limits_0^1 {g\left( x \right){\rm{d}}x} = 1.\) Tính \(m+n\)
Cho hàm số \(f(x)\) xác định trên \(R\backslash \left\{ {\frac{1}{2}} \right\},\) thỏa \(f'\left( x \right) = \frac{2}{{2x - 1}},{\rm{ }}f\left( 0 \right) = 1\) và \(f\left( 1 \right) = 2.\) Giá trị của biểu thức \(f\left( { - 1} \right) + f\left( 3 \right)\) bằng
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) xác định và liên tục trên R thỏa \(f\left( {{x^5} + 4x + 3} \right) = 2x + 1\) với mọi \(x \in R.\) Tích phân \(\int\limits_{ - 2}^8 {f\left( x \right){\rm{d}}x} \) bằng


