Cho hàm số y=f(x) thỏa mãn \(f\left(x^{3}+3 x+1\right)=3 x+2, \forall x \in \mathbb{R} . \text { Tính } I=\int_{1}^{5} x \cdot f^{\prime}(x) d x\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{aligned} &\text { Đặt }\left\{\begin{array}{l} u=x \\ d v=f^{\prime}(x) d x \end{array} \Rightarrow\left\{\begin{array}{l} d u=d x \\ v=f(x) \end{array} \Rightarrow I=\left.x f(x)\right|_{1} ^{5}-\int_{1}^{5} f(x) d x\right.\right.\\ &\text { Từ } f\left(x^{3}+3 x+1\right)=3 x+2 \Rightarrow\left\{\begin{array}{l} f(5)=5(x=1) \\ f(1)=2(x=0) \end{array} \text { , suy ra } I=23-\int_{1}^{5} f(x) d x\right. \text { . }\\ &\text { Đặt } t=x^{3}+3 x+1 \Rightarrow\left\{\begin{array}{l} d t=\left(3 x^{2}+3\right) d x \\ f(t)=3 x+2 \end{array}\right.\\ &\text { Đổi cận: Với } t=1 \Rightarrow 1=x^{3}+3 x+1 \Leftrightarrow x=0 \text { và } t=5 \Rightarrow x^{3}+3 x+1=5 \Leftrightarrow x=1 \text { . }\\ &\text { Khi đó } I=23-\int_{1}^{5} f(x) d x=23-\int_{0}^{1}(3 x+2)\left(3 x^{2}+3\right) d x=\frac{33}{4} \end{aligned}\)