Cho hàm số y=f(x)có đạo hàm liên tục trên đoạn [1 ; 4] đồng biến trên đoạn [1 ; 4] và thỏa mãn đẳng thức \(x+2 x \cdot f(x)=\left[f^{\prime}(x)\right]^{2}, \forall x \in[1 ; 4]\). Biết rằng \(f(1)=\frac{3}{2}\) . Tính \(I=\int_{1}^{4} f(x) \mathrm{d} x ?\)
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{array}{l} \text { Ta có } x+2 x \cdot f(x)=\left[f^{\prime}(x)\right]^{2} \Rightarrow \sqrt{x} \cdot \sqrt{1+2 f(x)}=f^{\prime}(x) \Rightarrow \frac{f^{\prime}(x)}{\sqrt{1+2 f(x)}}=\sqrt{x}, \forall x \in[1 ; 4] \text { . } \\ \text { Suy ra } \int \frac{f^{\prime}(x)}{\sqrt{1+2 f(x)}} \mathrm{d} x=\int \sqrt{x} \mathrm{~d} x+C \Leftrightarrow \int \frac{\mathrm{d} f(x)}{\sqrt{1+2 f(x)}} \mathrm{d} x=\int \sqrt{x} \mathrm{~d} x+C \\ \Rightarrow \sqrt{1+2 f(x)}=\frac{2}{3} x^{\frac{3}{2}}+C . \text { Mà } f(1)=\frac{3}{2} \Rightarrow C=\frac{4}{3} . \text { Vậy } f(x)=\frac{\left(\frac{2}{3} x^{\frac{3}{2}}+\frac{4}{3}\right)^{2}-1}{2} \\ \text { Vậy } I=\int_{1}^{4} f(x) \mathrm{d} x=\frac{1186}{45} \end{array}\)