Cho hàm số \(f\left( x \right)\) có đạo hàm và đồng biến trên \(\left[ 1;4 \right],\) thoả mãn \(x+2xf\left( x \right)={{\left[ f'\left( x \right) \right]}^{2}}\) với mọi \(x\in \left[ 1;4 \right].\) Biết rằng \(f\left( 1 \right)=\frac{3}{2},\) tính tích phân của \(I=\int\limits_{1}^{4}{f\left( x \right)}dx\)?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có: \(x+2xf\left( x \right)={{\left[ f'\left( x \right) \right]}^{2}}\)
\(\Leftrightarrow x\left( 1+2f\left( x \right) \right)={{\left[ f'\left( x \right) \right]}^{2}}\)
\(\Leftrightarrow \sqrt{x}\sqrt{1+2f\left( x \right)}=f'\left( x \right)\)
\(\begin{align} & \Leftrightarrow \frac{f'\left( x \right)}{\sqrt{1+2f\left( x \right)}}=\sqrt{x} \\ & \Leftrightarrow \left( \sqrt{1+2f\left( x \right)} \right)'=\sqrt{x} \\ & \Leftrightarrow \int{{{\left( \sqrt{1+2f\left( x \right)} \right)}^{\prime }}}dx=\int{\sqrt{x}dx} \\ & \Leftrightarrow \sqrt{1+2f\left( x \right)}=\frac{2}{3}{{x}^{\frac{3}{2}}}+C. \\ \end{align}\)
Thay\(f\left( 1 \right)=\frac{3}{2}\Rightarrow C=\frac{4}{3}.\)
Suy ra \(f\left( x \right)={{\left( \frac{2}{3}{{x}^{\frac{3}{2}}}+\frac{4}{3} \right)}^{2}}-1\Leftrightarrow \int\limits_{1}^{4}{f\left( x \right)}dx=\frac{1186}{45}.\)
Chọn C
Đề thi thử tốt nghiệp THPT môn Toán năm 2023-2024
Trường THPT Trần Cao Vân