Biết \(\int\limits_0^{\frac{\pi }{4}} {\frac{{\sin 4x}}{{\sqrt {{{\cos }^2}x + 1} + \sqrt {{{\sin }^2}x + 1} }}{\rm{d}}x} = \frac{{a\sqrt 2 + b\sqrt 6 + c}}{6}\) với \(a,{\rm{ }}b,{\rm{ }}c \in Z.\) Tính \(P = \left| a \right| + \left| b \right| + \left| c \right|.\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có \(I = \int\limits_0^{\frac{\pi }{4}} {\frac{{\sin 4x}}{{\sqrt {{{\cos }^2}x + 1} + \sqrt {{{\sin }^2}x + 1} }}{\rm{d}}x} = \sqrt 2 \int\limits_0^{\frac{\pi }{4}} {\frac{{2\sin 2x\cos 2x}}{{\sqrt {3 + \cos 2x} + \sqrt {3 - \cos 2x} }}{\rm{d}}x} .\)
Đặt \(t = \cos 2x \to {\rm{d}}t = - 2\sin 2x{\rm{d}}x.\) Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}
x = 0 \to t = 1\\
x = \frac{\pi }{4} \to t = 0
\end{array} \right..\)
Khi đó \(I = - \sqrt 2 \int\limits_1^0 {\frac{t}{{\sqrt {3 + t} + \sqrt {3 - t} }}{\rm{d}}t} = \sqrt 2 \int\limits_0^1 {\frac{t}{{\sqrt {3 + t} + \sqrt {3 - t} }}{\rm{d}}t} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\int\limits_0^1 {\left( {\sqrt {3 + t} - \sqrt {3 - t} } \right){\rm{d}}t} \)
\( = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\left[ {\frac{2}{3}\sqrt {{{\left( {3 + t} \right)}^3}} + \frac{2}{3}\sqrt {{{\left( {3 - t} \right)}^3}} } \right]\left| {\begin{array}{*{20}{c}}
1\\
0
\end{array}} \right. = \frac{{16\sqrt 2 - 12\sqrt 6 + 8}}{6} \to \left\{ \begin{array}{l}
a = 16\\
b = - 12\\
c = 8
\end{array} \right. \to P = 36.\)