Cho hàm số f(x) liên tục trên đoạn [1;4] và thỏa mãn \(f(x)=\frac{f(2 \sqrt{x}-1)}{\sqrt{x}}+\frac{\ln x}{x}\) . Tính tích phân \(I=\int_{3}^{4} f(x) \mathrm{d} x\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{array}{l} \text { Ta có } \int_{1}^{4} f(x) \mathrm{d} x=\int_{1}^{4}\left[\frac{f(2 \sqrt{x}-1)}{\sqrt{x}}+\frac{\ln x}{x}\right] \mathrm{d} x=\int_{1}^{4} \frac{f(2 \sqrt{x}-1)}{\sqrt{x}} \mathrm{~d} x+\int_{1}^{4} \frac{\ln x}{x} \mathrm{~d} x \\ \text { Xét } K=\int_{1}^{4} \frac{f(2 \sqrt{x}-1)}{\sqrt{x}} \mathrm{~d} x \\ \text { Đặt } 2 \sqrt{x}-1=t \Rightarrow \sqrt{x}=\frac{t+1}{2} \Rightarrow \frac{\mathrm{d} x}{\sqrt{x}}=\mathrm{d} t \Rightarrow K=\int_{1}^{3} f(t) \mathrm{d} t=\int_{1}^{3} f(x) \mathrm{d} x \\ \text { Xét } M=\int_{1}^{4} \frac{\ln x}{x} \mathrm{~d} x=\int_{1}^{4} \ln x \mathrm{~d}(\ln x)=\left.\frac{\ln ^{2} x}{2}\right|_{1} ^{4}=2 \ln ^{2} 2 \\ \text { Do đó } \int_{1}^{4} f(x) \mathrm{d} x=\int_{1}^{3} f(x) \mathrm{d} x+2 \ln ^{2} 2 \Rightarrow \int_{3}^{4} f(x) \mathrm{d} x=2 \ln ^{2} 2 \end{array}\)