1.Cho f(x) xác định có đạo hàm, liên tục đồng biến trên [1;4] thỏa mãn x + 2x\(f\)(x) = [\(f'\)(x)]2 ,\(\forall\) x \(\in\) [1;4], \(f\)(1) = \(\frac{3}{2}\). Giá trị \(f\)(4) bằng: A.\(\frac{381}{18}\) B.\(\frac{371}{18}\) C.\(\frac{391}{18}\) D.\(\frac{361}{18}\)
2.Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị các hàm số y = \(\sin\)|x| và y = |x| - \(\pi\) là S = a + b\(\pi^2\)thì giá trị 2a + b\(^3\):
A.9 B.\(\frac{9}{8}\) C.\(\frac{33}{8}\) D.24
3.Nguyên hàm của hàm số \(f\)(x) = 2x + \(\frac{1}{\sin^2x}\) thỏa mãn F(\(\frac{\pi}{4}\)) = -1 là: A. F(x) = -cotx + x\(^2\) - \(\frac{\pi^2}{4}\) B.F(x) = cotx - x\(^2\) + \(\frac{\pi^2}{16}\) C. F(x) = -cotx + \(x^2\) D.F(x) = -cotx + x\(^2\) - \(\frac{\pi^2}{16}\)
Câu 1: Xét trên miền [1;4]
Do \(f\left(x\right)\) đồng biến \(\Rightarrow f'\left(x\right)\ge0\)
\(x\left(1+2f\left(x\right)\right)=\left[f'\left(x\right)\right]^2\Leftrightarrow x=\frac{\left[f'\left(x\right)\right]^2}{1+2f\left(x\right)}\Leftrightarrow\frac{f'\left(x\right)}{\sqrt{1+2f\left(x\right)}}=\sqrt{x}\)
Lấy nguyên hàm 2 vế:
\(\int\frac{f'\left(x\right)dx}{\sqrt{1+2f\left(x\right)}}=\int\sqrt{x}dx\Leftrightarrow\int\left(1+2f\left(x\right)\right)^{-\frac{1}{2}}d\left(f\left(x\right)\right)=\int x^{\frac{1}{2}}dx\)
\(\Leftrightarrow\sqrt{1+2f\left(x\right)}=\frac{2}{3}x\sqrt{x}+C\)
Do \(f\left(1\right)=\frac{3}{2}\Rightarrow\sqrt{1+2.\frac{3}{2}}=\frac{2}{3}.1\sqrt{1}+C\Rightarrow C=\frac{4}{3}\)
\(\Rightarrow\sqrt{1+2f\left(x\right)}=\frac{2}{3}x\sqrt{x}+\frac{4}{3}\)
Đến đây có thể bình phương chuyển vế tìm hàm \(f\left(x\right)\) chính xác, nhưng dài, thay luôn \(x=4\) vào ta được:
\(\sqrt{1+2f\left(4\right)}=\frac{2}{3}4.\sqrt{4}+\frac{4}{3}=\frac{20}{3}\Rightarrow f\left(4\right)=\frac{\left(\frac{20}{3}\right)^2-1}{2}=\frac{391}{18}\)
Câu 2:
Diện tích hình phẳng cần tìm là hai miền đối xứng qua Oy nên ta chỉ cần tính trên miền \(x\ge0\)
Hoành độ giao điểm: \(sinx=x-\pi\Rightarrow x=\pi\)
\(S=2\int\limits^{\pi}_0\left(sinx-x+\pi\right)dx=4+\pi^2\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}a=4\\b=1\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow2a+b^3=9\)
Câu 3:
\(F\left(x\right)=\int\left(2x+\frac{1}{sin^2x}\right)dx=x^2-cotx+C\)
\(F\left(\frac{\pi}{4}\right)=-1\Leftrightarrow\left(\frac{\pi}{4}\right)^2-cot\left(\frac{\pi}{4}\right)+C=-1\)
\(\Rightarrow C=-\frac{\pi^2}{16}\)
\(\Rightarrow F\left(x\right)=x^2-cotx-\frac{\pi^2}{16}\)
