MỤC LỤC
Cho hàm số $\Large y=f(x)$ có đạo hàm trên [0;3]; $\Large f(3-x).f(x)=1,f(x)\ne -1$ với mọi $\Large x\in \left[ 0;3 \right]$ và $\Large f(0)=\dfrac{1}{2}$ . Tính tích phân : $\Large \int\limits_{0}^{3}{\dfrac{x.{f}'(x)}{{{\left[ 1+f(3-x) \right]}^{2}}.{{f}^{2}}(x)}dx}$
Lời giải chi tiết:
$\Large {{\left( 1+f(3-x) \right)}^{2}}.{{f}^{2}}(x)={{f}^{2}}(x)+2f(3-x).{{f}^{2}}(x)+{{f}^{2}}(3-x){{f}^{2}}(x)$
$\Large ={{f}^{2}}(x)+2f(x)+1={{\left( f(x)+1 \right)}^{2}}$
(Vì $\Large f\left( {3 - x} \right).f\left( x \right) = 1$)
$\Large I=\int\limits_{0}^{3}{\dfrac{x.{f}'(x)}{{{(1+f(x))}^{2}}}dx}$
Đặt $\Large \left\{ \begin{align} & u=x \\ & dv=\dfrac{{f}'(x)}{{{(1+f(x))}^{2}}}dx \\ \end{align} \right.$ $\Large \Leftrightarrow \left\{ \begin{align} & du=dx \\ & v=-\dfrac{1}{1+f(x)} \\ \end{align} \right.$
$\Large I=\dfrac{-x}{1+f(x)}\left| \begin{align} & 3 \\ & 0 \\ \end{align} \right.$ $\Large +\int\limits_{0}^{3}{\dfrac{dx}{1+f(x)}=\dfrac{-3}{1+f(3)}+{{I}_{1}}}$
$\Large f(0)=\dfrac{1}{2}\Rightarrow f(3)=2 $
Đặt $\Large t=3-x\Rightarrow dt=-dx$
Đổi cận $\Large x=0\Rightarrow t=3$
$\Large x=3\Rightarrow t=0$
$\Large {{I}_{1}}=\int\limits_{0}^{3}{\dfrac{dt}{1+f(3-t)}}$$\Large = \int\limits_0^3 {\dfrac{{dt}}{{1 + \dfrac{1}{{f\left( t \right)}}}}} $ (vì $\Large f(3 - t).f(t) = 1$)$\Large=\int\limits_{0}^{3}{\dfrac{dx}{1+\dfrac{1}{f(x)}}=\int\limits_{0}^{3}{\dfrac{f(x)dx}{1+f(x)}}}$
$\Large 2{{I}_{1}} = \int\limits_0^3 {\dfrac{{dx}}{{1 + f\left( x \right)}}} + \int\limits_0^3 {\dfrac{{f\left( x \right)dx}}{{1 + f\left( x \right)}}} $$\Large=\int\limits_{0}^{3}{\dfrac{1+f(x)}{1+f(x)}dx=3\Rightarrow {{I}_{1}}=\dfrac{3}{2}}$
Vậy $\Large I=-1+\dfrac{3}{2}=\dfrac{1}{2}$
Xem thêm các bài tiếp theo bên dưới