Cho hàm số f(x), f(-x) liên tục trên R và thỏa mãn \(2f\left( x \right) + 3f\left( { - x} \right) = \frac{1}{{4 + {x^2}}}\). Tính \(I = \int\limits_{ - 2}^2 {f\left( x \right)dx} \)
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐặt \(t = - x \Rightarrow dx = - dt\)
Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}
x = - 2 \Rightarrow t = 2\\
x = 2 \Rightarrow t = - 2
\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow I = - \int\limits_2^{ - 2} {f\left( { - t} \right)dt} = \int\limits_{ - 2}^2 {f\left( { - x} \right)dx} \)
Theo bài ra ta có: \(2f\left( x \right) + 3f\left( { - x} \right) = \frac{1}{{4 + {x^2}}} \Leftrightarrow 2\int\limits_{ - 2}^2 {f\left( x \right)dx} + 3\int\limits_{ - 2}^2 {f\left( { - x} \right)dx} = \int\limits_{ - 2}^2 {\frac{{dx}}{{4 + {x^2}}}} \)
\( \Leftrightarrow 3I + 2I = \int\limits_{ - 2}^2 {\frac{{dx}}{{4 + {x^2}}}} \Leftrightarrow I = \frac{1}{5}\int\limits_{ - 2}^2 {\frac{{dx}}{{4 + {x^2}}}} \)
Đặt x = 2tanu ta có: \(dx = 2\frac{1}{{{{\cos }^2}u}}du = 2\left( {1 + {{\tan }^2}u} \right)du\)
Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}
x = - 2 \Rightarrow u = \frac{{ - \pi }}{4}\\
x = 2 \Rightarrow u = \frac{\pi }{4}
\end{array} \right.\)
Khi đó ta có \(I = \frac{1}{5}\int\limits_{ - \frac{\pi }{4}}^{\frac{\pi }{4}} {\frac{{2\left( {1 + {u^2}} \right)du}}{{4 + 4{{\tan }^2}u}}} = \frac{1}{{10}}\int\limits_{ - \frac{\pi }{4}}^{\frac{\pi }{4}} {du} = \left. {\frac{1}{{10}}u} \right|_{ - \frac{\pi }{4}}^{\frac{\pi }{4}} = \frac{1}{{10}}\left( {\frac{\pi }{4} + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{\pi }{{20}}\)
Đề thi thử THPT QG môn Toán năm 2019
Trường THPT Hàm Rồng - Thanh Hóa