Xét hình phẳng (H ) giới hạn bởi đồ thị hàm số \(f(x)=a \sin x+b \cos x(\text { vói } a, b\) là các hằng số thực dương), trục hoành, trục tung và đường thẳng \(x=\pi\) . Nếu vật thể tròn xoay được tạo thành khi quay (H ) quanh trục Ox có thể tích bằng\(\frac{5 \pi^{2}}{2} \text { và } f^{\prime}(0)=2 \text { thì } 2 a+5 b\) bằng:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có thể tích của vật thể là:
\(V=\pi \int\limits_{0}^{\pi}(a \sin x+b \cos x)^{2} \mathrm{d} x=\pi \int\limits_{0}^{\pi}\left(a^{2} \sin ^{2} x+b^{2} \cos ^{2} x+2 a b \sin x \cos x\right) \mathrm{d} x\)
\(\begin{array}{l} =\pi \int\limits_{0}^{\pi}\left(a^{2} \frac{1-\cos 2 x}{2}+b^{2} \frac{1+\cos 2 x}{2}+a b \sin 2 x\right) \mathrm{d} x=\pi\left[a^{2}\left(\frac{x}{2}-\frac{\sin 2 x}{4}\right)+b^{2}\left(\frac{x}{2}+\frac{\sin 2 x}{4}\right)-\frac{a b}{2} \cos 2 x\right]_{0}^{\pi} \\ =\pi\left(a^{2}+b^{2}\right) \frac{\pi}{2} \end{array}\)
Theo giả thiết \(a^{2}+b^{2}=5(1)\)
Ta có: \(f^{\prime}(x)=a \cos x-b \sin x \Rightarrow f^{\prime}(0)=a\)
Khi đó ta có:\(a=2,b=1\Rightarrow 2a+5b=9\)