Quảng cáo
2 câu trả lời 3712
Ta có:
$\int_0^{\ln 2} (2f(x) + e^x) dx = 5$
Đặt $u = f(x)$, ta có $du = f'(x) dx$, suy ra $dx = \frac{du}{f'(x)}$. Thay thế vào định thức ban đầu, ta được:
$\int_0^{\ln 2} (2u + e^x) \frac{du}{f'(x)} = 5$
Đặt $v = x$, ta có $dv = dx$, suy ra $dx = dv$. Thay thế vào định thức trên và sử dụng tính chất đối xứng của nguyên hàm, ta được:
$\int_0^{\ln 2} (2u + e^v) \frac{du}{f'(v)} = 5$
Đặt $F(v) = \int_0^v f(x) dx$, ta có $F'(v) = f(v)$. Sử dụng phương pháp tích phân bằng phép đạo hàm ngược, ta có:
$\int \frac{du}{f'(v)} = \int \frac{d}{dv} \ln |f(v)| dv = \ln |f(v)| + C$
Thay thế vào định thức trên, ta được:
$2\int_0^{\ln 2} u \frac{d}{dv} \ln |f(v)| dv + \int_0^{\ln 2} e^v \frac{d}{dv} \ln |f(v)| dv + \int_0^{\ln 2} e^v dv = 5$
Điều này tương đương với:
$2\int_0^{\ln 2} u \frac{f'(v)}{f(v)} dv + \int_0^{\ln 2} \frac{e^v f'(v)}{f(v)} dv + e^{\ln 2} - 1 = 5$
Hay:
$2\int_0^{\ln 2} \frac{u}{f(v)} df(v) + \int_0^{\ln 2} \frac{e^v}{f(v)} df(v) = 6$
Đặt $g(v) = \frac{1}{f(v)}$, ta có $g'(v) = -\frac{f'(v)}{f^2(v)}$. Thay thế vào định thức trên, ta được:
$-2\int_{f(0)}^{f(\ln 2)} u dg(v) + \int_{f(0)}^{f(\ln 2)} e^v dg(v) = 6$
Tích phân và giải tích phương trình, ta được:
$-2[f(\ln 2) - f(0)] + e^{f(\ln 2)} - e^{f(0)} = 6$
Vì $f(0) = 0$, nên:
$-2f(\ln 2) + 2\int_0^{\ln 2} f(x) dx + e^{f(\ln 2)} - 1 = 6$
Hay:
$2\int_0^{\ln 2} f(x) dx = 7 - e^{f(\ln 2)}$
Vậy, nguyên hàm từ 0 đến $\ln 2$ của $f(x)$ là:
$\int_0^{\ln 2} f(x) dx = \frac{1}{2} (7 - e^{f(\ln 2)})$
Để giải bài toán này, ta sử dụng công thức tính tích phân bằng phép đổi biến số:
∫f(g(x))g'(x)dx = ∫f(u)du
Áp dụng công thức này, ta có:
∫₀^ln2 [2f(x) + e^x] dx = 5
Đặt u = 2f(x) + e^x, ta có:
du/dx = 2f'(x) + e^x
dx = 1/(2f'(x) + e^x) du
Đổi biến số, ta được:
∫u/(2u-2f(u)) du = 5
Đặt v = 2u - 2f(u), ta có:
dv/dx = 2(1 - f'(u))
du = 1/(2(1 - f'(u))) dv
Đổi biến số tiếp, ta được:
∫1/v dv = 5/2
=> ln|v| = 5/2 + C
=> |v| = e^(5/2+C)
Vì v = 2u - 2f(u) >= 0 => u <= f(u)
Mặt khác, đề bài yêu cầu tính nguyên hàm ∫₀^ln2 f(x)dx.
Ta sử dụng một phương pháp tương tự như trên:
∫₀^ln2 f(x)dx = ∫₀^ln2 [2f(x) + e^x - e^x] dx
= ∫₂^e [u/2 - e^x/2] dx (thay u = 2f(x) + e^x, với giới hạn tích phân từ 2 đến e)
= [u^2/4 - e^x/2]₂ᵉ
= [(4f(x) + 2e^x)^2/4 - e^x/2]₂ᵉ
Áp dụng giới hạn dưới, ta được:
= [(4f(ln2) + 2)²/4 - 1/2] - [(4f(0) + 2)²/4 - 1/2]
= 16f(ln2) - 16f(0) + 3
Vậy, kết quả của nguyên hàm từ 0 đến ln2 f(x)dx là 16f(ln2) - 16f(0) + 3.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?

