Cho \(f\left( x \right)\) là hàm liên tục trên đoạn \(\left[ {0;a} \right]\) thỏa mãn \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{f\left( x \right).f\left( {a - x} \right) = 1}\\{f\left( x \right) > 0,\forall x \in \left[ {0;a} \right]}\end{array}} \right.\) và \(\int\limits_0^a {\dfrac{{{\rm{d}}x}}{{1 + f\left( x \right)}}} = \dfrac{{ba}}{c},\) trong đó \(b\), \(c\) là hai số nguyên dương và \(\dfrac{b}{c}\) là phân số tối giản. Khi đó \(b + c\) có giá trị thuộc khoảng nào dưới đây?
Trả lời bởi giáo viên
Đặt \(t = a - x \Rightarrow {\rm{d}}t = - {\rm{d}}x\)
Đổi cận \(x = 0 \Rightarrow t = a;x = a \Rightarrow t = 0.\)
Lúc đó \(I = \int\limits_0^a {\dfrac{{{\rm{d}}x}}{{1 + f\left( x \right)}}} = \int\limits_a^0 {\dfrac{{ - {\rm{d}}t}}{{1 + f\left( {a - t} \right)}}} = \int\limits_0^a {\dfrac{{{\rm{d}}x}}{{1 + f\left( {a - x} \right)}} = \int\limits_0^a {\dfrac{{{\rm{d}}x}}{{1 + \dfrac{1}{{f\left( x \right)}}}} = \int\limits_0^a {\dfrac{{f\left( x \right){\rm{d}}x}}{{1 + f\left( x \right)}}} } } \)
Suy ra \(2I = I + I = \int\limits_0^a {\dfrac{{{\rm{d}}x}}{{1 + f\left( x \right)}} + \int\limits_0^a {\dfrac{{f\left( x \right){\rm{d}}x}}{{1 + f\left( x \right)}} = \int\limits_0^a {1{\rm{d}}x} } = a} \)
Do đó \(I = \dfrac{1}{2}a \Rightarrow b = 1;c = 2 \Rightarrow b + c = 3.\)
Hướng dẫn giải:
Tính tích phân \(I = \int\limits_0^a {\dfrac{{{\rm{d}}x}}{{1 + f\left( x \right)}}} \) bằng phương pháp đổi biến \(t = a - x\)