Câu hỏi:
2 năm trước

Cho hàm số \(f(x)\) xác định trên \(R\text{ }\!\!\backslash\!\!\text{ }\left\{ -1;1 \right\}\) và thỏa mãn: \(f'(x)=\frac{1}{{{x}^{2}}-1}\), \(f(-3)+f(3)=0\) và \(f\left( -\frac{1}{2} \right)+f\left( \frac{1}{2} \right)=2\). Tính giá trị của biểu thức \(P=f(0)+f(4)\).

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: a

\(\begin{array}{l}f'(x) = \frac{1}{{{x^2} - 1}} \Rightarrow \int {f'(x)dx}  = \int {\frac{1}{{{x^2} - 1}}dx}  \Rightarrow f(x) = \int {\frac{1}{{(x - 1)(x + 1)}}dx}  = \frac{1}{2}\int {\frac{1}{{x - 1}}dx + } \frac{1}{2}\int {\frac{1}{{x + 1}}dx = \frac{1}{2}\ln \left| {\frac{{x - 1}}{{x + 1}}} \right| + C} \\ \Rightarrow f(x) = \left\{ \begin{array}{l}\frac{1}{2}\ln \left| {\frac{{x - 1}}{{x + 1}}} \right| + {C_1},\left[ \begin{array}{l}x <  - 1\\x > 1\end{array} \right.\\\frac{1}{2}\ln \left| {\frac{{x - 1}}{{x + 1}}} \right| + {C_2}, - 1 < x < 1\end{array} \right.\end{array}\)

Ta có:

\(f(-3)+f(3)=0\Leftrightarrow \frac{1}{2}\ln 2+{{C}_{1}}+\frac{1}{2}\ln \frac{1}{2}+{{C}_{1}}=0\Leftrightarrow 2{{C}_{1}}=0\Leftrightarrow {{C}_{1}}=0\)

\(f\left( -\frac{1}{2} \right)+f\left( \frac{1}{2} \right)=2\Leftrightarrow \frac{1}{2}\ln 3+{{C}_{2}}+\frac{1}{2}\ln \frac{1}{3}+{{C}_{2}}=2\Leftrightarrow {{C}_{2}}=1\)

\(P=f(0)+f(4)=\left( \frac{1}{2}\ln \left| \frac{0-1}{0+1} \right|+1 \right)+\left( \frac{1}{2}\ln \left| \frac{4-1}{4+1} \right| \right)=\frac{1}{2}\ln \frac{3}{5}+1\)

Hướng dẫn giải:

\(\int{f'(x)dx}=f(x)+C\)

Giải thích thêm:

Cách phá dấu GTTĐ suy ra f(x) như sau:

Ta có: \(\frac{{x - 1}}{{x + 1}} > 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x > 1\\x <  - 1\end{array} \right.\)

\(\frac{{x - 1}}{{x + 1}} < 0 \Leftrightarrow  - 1 < x < 1\)

(Có thể lập bảng xét dấu như lớp 10 để suy ra hai kết quả trên)

Do đó,

Với \(x > 1\) hoặc \(x <  - 1\) thì \(\frac{{x - 1}}{{x + 1}} > 0 \Rightarrow \left| {\frac{{x - 1}}{{x + 1}}} \right| = \frac{{x - 1}}{{x + 1}}\)

Với \( - 1 < x < 1\) thì \(\frac{{x - 1}}{{x + 1}} < 0 \Rightarrow \left| {\frac{{x - 1}}{{x + 1}}} \right| =  - \frac{{x - 1}}{{x + 1}} = \frac{{1 - x}}{{x + 1}}\)

Câu hỏi khác