Cho hàm số $y = f\left( x \right)$ thỏa mãn điều kiện $\int\limits_0^1 {\dfrac{{f'\left( x \right)}}{{x + 1}}{\rm{d}}x} = 1$ và $f\left( 1 \right) - 2f\left( 0 \right) = 2.$
Tính tích phân $I = \int\limits_0^1 {\dfrac{{f\left( x \right)}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}{\rm{d}}x} .$
Trả lời bởi giáo viên
Đặt $\left\{ \begin{array}{l}u = \dfrac{1}{{x + 1}}\\{\rm{d}}v = f'\left( x \right){\rm{d}}x\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\rm{d}}u = - \dfrac{{{\rm{d}}x}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}\\v = f\left( x \right)\end{array} \right.,$ khi đó $\int\limits_0^1 {\dfrac{{f'\left( x \right)}}{{x + 1}}{\rm{d}}x} = \left. {\dfrac{{f\left( x \right)}}{{x + 1}}} \right|_0^1 + \int\limits_0^1 {\dfrac{{f\left( x \right)}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}{\rm{d}}x} $
Suy ra $1 = \left. {\dfrac{{f\left( x \right)}}{{x + 1}}} \right|_0^1 + I \Leftrightarrow I = 1 - \left[ {\dfrac{{f\left( 1 \right)}}{2} - f\left( 0 \right)} \right] = 1 - \dfrac{1}{2}\left[ {f\left( 1 \right) - 2f\left( 0 \right)} \right] = 1 - \dfrac{1}{2}.2 = 0.$
Hướng dẫn giải:
- Sử dụng công thức của tích phân từng phần: \(\int\limits_a^b {udv} = \left. {uv} \right|_a^b - \int\limits_a^b {vdu} \).
- Trong các tích phân đã xuất hiện dạng vi phân \(f'\left( x \right)dx\) thì ta đặt \(dv = f'\left( x \right)dx\).