Cho hàm số chẵn y=f(x) liên tục trên \(\mathbb{R} \text { và } \int_{-1}^{1} \frac{f(2 x)}{1+5^{x}} \mathrm{~d} x=8\) . Giá trị của \(\int_{0}^{2} f(x) \mathrm{d} x\) bằng:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{aligned} &\text { +) Ta có } 8=\int_{-1}^{1} \frac{f(2 x)}{1+5^{x}} \mathrm{~d} x=\int_{-1}^{0} \frac{f(2 x)}{1+5^{x}} \mathrm{~d} x+\int_{0}^{1} \frac{f(2 x)}{1+5^{x}} \mathrm{~d} x\\ &\text { Xét } I=\int_{-1}^{0} \frac{f(2 x)}{1+5^{x}} \mathrm{~d} x:\\ &\text { Đặt } t=-x \Rightarrow \mathrm{d} t=-\mathrm{d} x \text { . Đồi cận: } x=-1 \Rightarrow t=1 \text { và } x=0 \Rightarrow t=0 \\ &\text { Khi đó }I=\int_{1}^{0} \frac{f(-2 t)}{1+5^{-t}}(-\mathrm{d} t)=\int_{0}^{1} \frac{f(-2 t)}{1+5^{-t}} \mathrm{~d} t=\int_{0}^{1} \frac{5^{t} f(-2 t)}{5^{t}+1} \mathrm{~d} t\\ &\text { Vì } y=f(x) \text { là hàm chẵn trên } \mathbb{R} \text { nên } f(-2 t)=f(2 t), \forall t \in \mathbb{R} \text { . } \end{aligned}\)
\(\begin{aligned} &\text { Do đó } I=\int_{0}^{1} \frac{5^{t} f(2 t)}{5^{t}+1} \mathrm{~d} t=\int_{0}^{1} \frac{5^{x} f(2 x)}{5^{x}+1} \mathrm{~d} x . \text { Thay vào }\\ &\text { (1) thu được }\\ &8=\int_{0}^{1} \frac{5^{x} f(2 x)}{5^{x}+1} \mathrm{~d} x+\int_{0}^{1} \frac{f(2 x)}{1+5^{x}} \mathrm{~d} x=\int_{0}^{1} \frac{\left(5^{x}+1\right) f(2 x)}{5^{x}+1} \mathrm{~d} x=\int_{0}^{1} f(2 x) \mathrm{d} x\\ &\Rightarrow \frac{1}{2} \int_{0}^{1} f(2 x) \mathrm{d}(2 x)=8 \Rightarrow \int_{0}^{2} f(t) \mathrm{d} t=16 \end{aligned}\)