Cho hàm số f(x) xác định trên \(\mathbb{R} \backslash\{-2 ; 1\}\) thỏa mãn \(f^{\prime}(x)=\frac{1}{x^{2}+x-2} ; f(-3)-f(3)=0 \text { và } f(0)=\frac{1}{3}\). Giá trị của biểu thức \(f(-4)+f(-1)-f(4)\) bằng ?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{array}{l} f^{\prime}(x)=\frac{1}{x^{2}+x-2} \\ \Rightarrow f(x)=\int \frac{\mathrm{d} x}{x^{2}+x-2}=\int \frac{\mathrm{d} x}{(x-1)(x+2)}=\left\{\begin{array}{l} \frac{1}{3} \ln \left|\frac{x-1}{x+2}\right|+C_{1} \text { khi } x \in(-\infty ;-2) \\ \frac{1}{3} \ln \left|\frac{x-1}{x+2}\right|+C_{2} \text { khi } x \in(-2 ; 1) \\ \frac{1}{3} \ln \left|\frac{x-1}{x+2}\right|+C_{3} \quad \text { khi } \quad x \in(1 ;+\infty) \end{array}\right. \\ \text { Do đó } f(-3)-f(3)=0 \Rightarrow \frac{1}{3} \ln 4+C_{1}-\frac{1}{3} \ln \frac{2}{5}-C_{3} \Rightarrow C_{3}=C_{1}+\frac{1}{3} \ln 10 \end{array}\)
\(\begin{array}{l} \text { Và } f(0)=\frac{1}{3} \Rightarrow \frac{1}{3} \ln \frac{1}{2}+C_{2}=\frac{1}{3} \Rightarrow C_{2}=\frac{1}{3}+\frac{1}{3} \ln 2 \\ \Rightarrow f(x)=\left\{\begin{array}{rll} \frac{1}{3} \ln \left|\frac{x-1}{x+2}\right|+C_{1} \text { khi } \quad x \in(-\infty ;-2) \\ \frac{1}{3} \ln \left|\frac{x-1}{x+2}\right|+\frac{1}{3}+\frac{1}{3} \ln 2 \quad \text { khi } & x \in(-2 ; 1) \\ \frac{1}{3} \ln \left|\frac{x-1}{x+2}\right|+C_{1}+\frac{1}{3} \ln 10 \quad \quad \text { khi } & x \in(1 ;+\infty) \end{array}\right. \end{array}\)
\(\begin{array}{l} \text { Khi đó: } f(-4)+f(-1)-f(4)=\left(\frac{1}{3} \ln \frac{5}{2}+C_{1}\right)+\left(\frac{1}{3} \ln 2+\frac{1}{3}+\frac{1}{3} \ln 2\right)-\left(\frac{1}{3} \ln \frac{1}{2}+C_{1}+\frac{1}{3} \ln 10\right) \\ =\frac{1}{3}+\frac{1}{3} \ln 2 \end{array}\)