Cho f(x) là một hàm số liên tục trên \(\mathbb{R}\) thỏa mãn \(f(x)+f(-x)=\sqrt{2-2 \cos 2 x}\) . Tính tích phân \(I=\int\limits_{-\frac{3 \pi}{2}}^{\frac{3 \pi}{2}} f(x) \mathrm{d} x\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{aligned} &\text { Ta có } I=\int_{-\frac{3 \pi}{2}}^{\frac{3 \pi}{2}} f(x) \mathrm{d} x=\int_{-\frac{3 \pi}{2}}^{0} f(x) \mathrm{d} x+\int_{0}^{\frac{3 \pi}{2}} f(x) \mathrm{d} x \text { . }\\ &\text { Xét } \int_{-\frac{3 \pi}{2}}^{0} f(x) \mathrm{d} x \text { Đặt } t=-x \Rightarrow \mathrm{d} t=-\mathrm{d} x ; \text { Đổi cận: } x=-\frac{3 \pi}{2} \Rightarrow t=\frac{3 \pi}{2} ; x=0 \Rightarrow t=0 \text { . }\\ &\text { Suy ra } \int_{-\frac{3 \pi}{2}}^{0} f(x) \mathrm{d} x=-\int_{\frac{3 \pi}{2}}^{0} f(-t) \mathrm{dt}=\int_{0}^{\frac{3 \pi}{2}} f(-t) \mathrm{d} t=\int_{0}^{\frac{3 \pi}{2}} f(-x) \mathrm{d} x \text { . } \end{aligned}\)
Theo giả thiết ta có \(f(x)+f(-x)=\sqrt{2-2 \cos 2 x} \Leftrightarrow \int_{0}^{\frac{3 \pi}{2}}(f(x)+f(-x)) \mathrm{d} x=\int_{0}^{\frac{3 \pi}{2}} \sqrt{2-2 \cos x} \mathrm{~d} x\)
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \int_{0}^{\frac{3 \pi}{2}} f(x) \mathrm{d} x+\int_{0}^{\frac{3 \pi}{2}} f(-x) \mathrm{d} x=2 \int_{0}^{\frac{3 \pi}{2}}|\sin x| \mathrm{d} x \\ \Leftrightarrow \int_{0}^{\frac{3 \pi}{2}} f(x) \mathrm{d} x+\int_{-\frac{3 \pi}{2}}^{0} f(x) \mathrm{d} x=2 \int_{0}^{\pi} \sin x \mathrm{~d} x-2 \int_{\pi}^{\frac{3 \pi}{2}} \sin x \mathrm{~d} x \end{array}\)
\(\Leftrightarrow I=2.2-2 .(-1)=6\)