Cho hàm số f(x) liên tục trên \(\mathbb{R}\) thỏa mãn \(\int_{0}^{\frac{\pi}{3}} \tan x \cdot f\left(\cos ^{2} x\right) d x=\int_{1}^{8} \frac{f(\sqrt[3]{x})}{x} d x=6\) . Tính tích phân \(\int_{\frac{1}{2}}^{\sqrt{2}} \frac{f\left(x^{2}\right)}{x} d x\)
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{aligned} &\text { +) Đặt } t=\sqrt[3]{x} \Rightarrow t^{3}=x \Rightarrow 3 t^{2} d t=d x\\ &\text { Đổi cận: }\\ &\text { Khi đó } \int_{1}^{8} \frac{f(\sqrt[3]{x})}{x} d x=\int_{1}^{2} \frac{f(\mathrm{t})}{t^{3}} 3 t^{2} d t=3 \int_{1}^{2} \frac{f(\mathrm{t})}{t} d t=6 \Rightarrow \int_{1}^{2} \frac{f(\mathrm{t})}{t} d t=2 \end{aligned}\)
\(\begin{aligned} &\text { +) Đặt } t=\cos ^{2} x \Rightarrow d t=-2 \cos x \sin x d x \Rightarrow d t=-2 \cos ^{2} x \tan x d x \Rightarrow \tan x d x=-\frac{1}{2 t} d t\\ &\text { Đổi cận: }\\ &\text { Khi đó } \int_{0}^{\frac{\pi}{3}} \tan x \cdot f\left(\cos ^{2} x\right) d x=-\frac{1}{2} \int_{1}^{\frac{1}{4}} \frac{f(\mathrm{t})}{t} d t=6 \Rightarrow \int_{\frac{1}{4}}^{1} \frac{f(\mathrm{t})}{t} d t=12 \end{aligned}\)
\(\begin{aligned} &\text { +) Đặt } t=x^{2} \Rightarrow d t=2 x d x \Rightarrow d t=2 x^{2} \frac{d x}{x} \Rightarrow \frac{d x}{x}=\frac{1}{2} \frac{d t}{t}\\ &\text { Đổi } \operatorname{cận}\\ &\text { Khi đó } \int_{\frac{1}{2}}^{\sqrt{2}} \frac{f\left(x^{2}\right)}{x} d x=\frac{1}{2} \int_{\frac{1}{4}}^{2} \frac{f(\mathrm{t})}{t} d t=\frac{1}{2} \int_{\frac{1}{4}}^{1} \frac{f(\mathrm{t})}{t} d t+\frac{1}{2} \int_{1}^{2} \frac{f(\mathrm{t})}{t} d t=\frac{2+12}{2}=7 \end{aligned}\)