Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đạo hàm liên tục trên đoạn \(\left[ {0;\,1} \right]\) và thỏa mãn \(f\left( 0 \right) = 0\). Biết \(\int\limits_0^1 {{f^2}\left( x \right){\rm{d}}x = \dfrac{9}{2}} \) và \(\int\limits_0^1 {f'\left( x \right){\rm{cos}}\dfrac{{\pi x}}{2}{\rm{d}}x = \dfrac{{3\pi }}{4}} \). Tích phân \(\int\limits_0^1 {f\left( x \right){\rm{d}}x} \) bằng
A. \(\dfrac{6}{\pi }\).
B. \(\dfrac{2}{\pi }\).
C. \(\dfrac{4}{\pi }\).
D. \(\dfrac{1}{\pi }\).
Lời giải của giáo viên
ToanVN.com
Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}u = \cos \dfrac{{\pi x}}{2}\\dv = f'\left( x \right)dx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = - \dfrac{\pi }{2}\sin \dfrac{{\pi x}}{2}dx\\v = f\left( x \right)\end{array} \right.\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow \int\limits_0^1 {f'\left( x \right){\rm{cos}}\dfrac{{\pi x}}{2}{\rm{d}}x} = \left. {\cos \dfrac{{\pi x}}{2}f\left( x \right)} \right|_0^1 + \dfrac{\pi }{2}\int\limits_0^1 {f\left( x \right)\sin \dfrac{{\pi x}}{2}dx} \\ = f\left( 1 \right).\cos \dfrac{\pi }{2} - f\left( 0 \right)\cos 0 + \dfrac{\pi }{2}\int\limits_0^1 {f\left( x \right)\sin \dfrac{{\pi x}}{2}dx} \\ = \dfrac{\pi }{2}\int\limits_0^1 {f\left( x \right)\sin \dfrac{{\pi x}}{2}dx} = \dfrac{{3\pi }}{4} \Rightarrow \int\limits_0^1 {f\left( x \right)\sin \dfrac{{\pi x}}{2}dx} = \dfrac{3}{2}\end{array}\)
Xét tích phân \(\int\limits_0^1 {{{\left[ {f\left( x \right) + k\sin \dfrac{{\pi x}}{2}} \right]}^2}dx} = 0\)
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {\left[ {{f^2}\left( x \right) + 2kf\left( x \right)\sin \dfrac{{\pi x}}{2} + {k^2}{{\sin }^2}\dfrac{{\pi x}}{2}} \right]dx} = 0\\ \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {{f^2}\left( x \right)dx} + 2k\int\limits_0^1 {f\left( x \right)\sin \dfrac{{\pi x}}{2}dx} + {k^2}\int\limits_0^1 {{{\sin }^2}\dfrac{{\pi x}}{2}dx} = 0\\ \Leftrightarrow \dfrac{9}{2} + 2k\dfrac{3}{2} + \dfrac{1}{2}{k^2} = 0 \Leftrightarrow k = - 3\end{array}\)
Khi đó ta có \(\int\limits_0^1 {{{\left[ {f\left( x \right) - 3\sin \dfrac{{\pi x}}{2}} \right]}^2}dx} = 0 \Leftrightarrow f\left( x \right) - 3\sin \dfrac{{\pi x}}{2} = 0 \Leftrightarrow f\left( x \right) = 3\sin \dfrac{{\pi x}}{2}\)
Vậy \(\int\limits_0^1 {f\left( x \right){\rm{d}}x} = 3\int\limits_0^1 {{\rm{sin}}\dfrac{{\pi x}}{2}{\rm{d}}x} = \left. { - 3\dfrac{{\cos \dfrac{{\pi x}}{2}}}{{\dfrac{\pi }{2}}}} \right|_0^1 = \left. {\dfrac{{ - 6}}{\pi }\cos \dfrac{{\pi x}}{2}} \right|_0^1 = - \dfrac{6}{\pi }\left( {\cos \dfrac{\pi }{2} - \cos 0} \right) = \dfrac{6}{\pi }\)
Chọn A.
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Hàm số nào sau đây có tập xác định là \(\mathbb{R}\)?
Hàm số \(y = {x^4} - {x^3} - x + 2019\) có bao nhiêu điểm cực trị?
Cho tập hợp \(A=\left\{ {0;\,1;\,2;\,3;\,4;\,5;\,6} \right\}.\) Số các số có 5 chữ số \(\overline {abcde} \) thỏa mãn điều kiện a, b, c, d, e thuộc A và \(a < b < c < d < e\) là
Trong không gian \(Oxyz\), lấy điểm \(C\)trên tia \(Oz\) sao cho \(OC = 1\). Trên hai tia \(Ox,Oy\) lần lượt lấy hai điểm \(A,B\) thay đổi sao cho \(OA + OB = OC\). Tìm giá trị nhỏ nhất của bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện \(O.ABC\)?
Tập nghiệm của bất phương trình \({\left( {\frac{1}{{1 + {a^2}}}} \right)^{2x + 1}} > 1\) (với \(a\) là tham số, \(a \ne 0\)) là
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) xác định và liên tục trên \(R\), có bảng biến thiên như sau:
Mệnh đề nào sau đây là đúng ?
Trong không gian tọa độ Oxyz, mặt phẳng song song với mặt phẳng (Oyz) và đi qua điểm \(K\left( {4; - 5;7} \right)\) có phương trình là
Cho khối lăng trụ \(ABC.A'B'C'\) có thể tích bằng \(V\). Tính thể tích khối đa diện \(ABCB'C'\).
Giới hạn \(\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \dfrac{{1 + 2 + 3 + ... + \left( {n - 1} \right) + n}}{{{n^2}}}\) bằng
Cho hàm số \(y=f(x)\) có đạo hàm trên \(\mathbb{R}\) và có đồ thị như hình bên. Khẳng định nào sau đây là đúng?
Tập hợp các số thực \(m\) để phương trình \(\ln \left( {{x^2} - mx - 2019} \right) = \ln x\) có nghiệm duy nhất là
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) xác định, liên tục trên \(\mathbb{R}\) và có bảng biến thiên như sau
Khẳng định nào sau đây là đúng?
Cho hình chóp \(S.ABC\) có đáy là tam giác cân tại \(A\), \(AB = AC = a\), \(\widehat {BAC} = 120^\circ \). Tam giác \(SAB\) là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt đáy. Tính thể tích \(V\) của khối chóp \(S.ABC\).
Gọi \({x_0}\) là nghiệm dương nhỏ nhất của phương trình \(3si{n^2}x + 2\sin x\cos x - co{s^2}x = 0\). Chọn khẳng định đúng?
Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy là hình thang vuông tại \(A\)và \(B\). Biết \(SA \bot \left( {ABCD} \right)\), \(AB = BC = a\), \(AD = 2a\), \(SA = a\sqrt 2 \). Gọi \(E\) là trung điểm của \(AD\). Tính bán kính mặt cầu đi qua các điểm \(S\), \(A\), \(B\), \(C\), \(E\).


