Cho hàm số y=f(x) có đạo hàm liên tục trên [0;1] thỏa mãn \(3 f(x)+x \cdot f^{\prime}(x) \geq x^{2018} \quad \forall x \in[0 ; 1]\). Tìm giá trị nhỏ nhất của \(\int_{0}^{1} f(x) \mathrm{d} x\)
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{aligned} &\text { Xét hàm số: } g(x)=x^{3} \cdot f(x)-\frac{x^{2021}}{2021} \text { trên }[0 ; 1]\\ &\text { Ta có: } g^{\prime}(x)=3 x^{2} f(x)+x^{3} f^{\prime}(x)-x^{2020}=x^{2} \cdot\left[3 f(x)+x \cdot f^{\prime}(x)-x^{2018}\right] \geq 0 \forall x \in[0 ; 1] \text { . }\\ &\text { Do đó } g(x) \text { là hàm số không giảm trên }[0 ; 1], \text { suy ra } g(x) \geq g(0) \forall x \in[0 ; 1]\\ &\text { Hay } x^{3} \cdot f(x)-\frac{x^{2021}}{2021} \geq 0, \forall x \in[0 ; 1] \Leftrightarrow f(x) \geq \frac{x^{2018}}{2021} \geq 0, \forall x \in[0 ; 1] \end{aligned}\)
\(\text { Vậy: } \int_{0}^{1} f(x) \mathrm{d} x \geq \int_{0}^{1} \frac{x^{2018}}{2021} \mathrm{~d} x=\frac{1}{2019.2021}\)