Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.01 MB, 9 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>Bài 1 [ĐỀ MH 2018]. Cho hàm số </b> <i>f x</i>
<i>f</i> <b>, </b>
2
0
' 7
<i>f x</i> <i>dx</i>
1
2
0
1
3
<i>x f x dx</i>
1
0
<i>f x dx</i>
<b>A.</b> 7
5 <b>B.</b> 1 <b>C. </b>
7
4 <b>D.</b> 7
<b>Hướng dẫn giải: </b>
Xét
1
2
0
1
3
<i>I</i>
Đặt
3
3 3
3
2
0 0
0
'
1 1
. ' ' 1
3 3 3
3
<i>du</i> <i>f x</i>
<i>u</i> <i>f x</i> <i><sub>x</sub></i>
<i>I</i> <i>f x</i> <i>x f x dx</i> <i>x f x dx</i>
<i>x</i>
<i>dv</i> <i>x dx</i> <i>v</i>
<sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub> <sub> </sub> <sub> </sub>
<sub></sub>
Chứng minh BĐT tích phân sau:
2 2
. *
<i>b</i> <i>b</i> <i>b</i>
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>f x g x dx</i> <i>f</i> <i>x dx g x dx</i>
Với mọi <i>t</i> ta có: <sub>0</sub><i><sub>tf x</sub></i>
Lấy tích phân 2 vế theo biến x ta được:
<i>b</i> <i>b</i> <i>b</i>
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>h t</i> <i>t</i>
<i>h t</i> là tam thức bậc 2 luôn không âm nên ta có điều kiện:
2
2 2 2 2
0
. 0 .
' 0
<i>b</i> <i>b</i> <i>b</i> <i>b</i> <i>b</i> <i>b</i>
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>t</i>
<i>f x g x dx</i> <i>f</i> <i>x dx g x dx</i> <i>f x g x dx</i> <i>f</i> <i>x dx g x dx</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Dấu ‚=‛ xảy ra khi <i>tf x</i>
Áp dụng:
2
1 1 1
2
3 6 1
1 ' . ' .7 1
7
<i>x f x dx</i> <i>x dx</i> <i>f x</i> <i>dx</i>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Dấu ‚=‛ xảy ra khi và chỉ khi <i>f x</i>'
Mặc khác:
1
3 3 3 4
0
7
' 1 7 ' 7 7
4
<i>x f x dx</i> <i>k</i> <i>f x</i> <i>x</i> <i>f x</i> <i>x dx</i> <i>x</i> <i>C</i>
Mà <i>f</i>
1 1
4
0 0
7 7 7 7
4 4 4 5
<i>C</i> <i>f x dx</i> <sub></sub> <i>x</i> <sub></sub><i>dx</i>
<b>NHẬN XÉT: Thật ra BĐT (*) chính là hệ quả BĐT Holder về tích phân </b>
BĐT Holder về tích phân phát biểu như sau:
1 1
.
<i>b</i> <i>b</i> <i><sub>p</sub></i> <i>p</i> <i>b</i> <i><sub>q</sub></i> <i>q</i>
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>f x g x dx</i> <sub></sub> <i>f x</i> <i>dx</i> <sub> </sub> <i>g x</i> <i>dx</i><sub></sub>
<i>p</i> <i>q</i>
Dấu ‚=‛ xảy ra khi và chỉ khi tồn tại hai số thực <i>m n</i>, không đồng thời bằng 0 sao cho
<i>m f x</i> <i>n g x</i>
<b>Hệ quả: Với </b><i>p q</i> 2 thì BĐT trở thành
1
2
0
1
1 '
3
<i>x</i> <i>f x dx</i>
<b>Giá trị nhỏ nhất của tích phân </b>
2
0
<i>f</i> <i>x dx</i>
A.
3
<i>f</i>
<b>B. </b>3
3
<i>f</i>
<b>C. </b>3
3
<i>f</i>
<b>D. </b>
3
<i>f</i>
<b>Bài 2. Cho hàm số </b> <i>f x</i>
0;1
max '<i>f x</i> 6
<b>và </b>
1
0
1
3
<i>f x dx</i>
3
0
<i>f</i> <i>x dx</i>
<b>Khẳng định nào sau đây đúng? </b>
<b>A.</b> 1;3
2
<i>M</i> <sub></sub>
<b> B. </b>
1
0;
2
<i>M</i> <sub></sub>
<b>C. </b>
1
;1
2
<i>M</i> <sub></sub>
<b> D. </b>
3
; 2
2
<i>M</i> <sub></sub>
Ta có: <i>f x</i>'
0 0
' 6 , 0;1
<i>x</i> <i>x</i>
<i>f t f t dt</i> <i>f t dt</i> <i>x</i> <sub></sub> <sub></sub>
2 2 2
2 3
0 0 0
0
0
6 12 12
2 2 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>f</i> <i>t</i> <i>f</i> <i>x</i> <i>f</i>
<i>f t dt</i> <i>f</i> <i>x</i> <i>f t dt</i> <i>f</i> <i>x</i> <i>f x</i> <i>f t dt</i>
Lấy tích phân hai vế BĐT (2) ta được:
1 1
3
0 0 0
12
<i>x</i>
<i>I</i>
<i>f</i> <i>x dx</i> <i>f x</i> <i>f t dt dx</i>
Đặt
0
. '
<i>x</i>
<i>u</i>
Suy ra
1
0 1 2 1 2
0 0 0
1 1 1 1 1
.
2 2 2 9 18
<i>f t dt</i>
<i>I</i> <i>udu</i> <i>f t dt</i> <i>f x dx</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Vậy
3
0
1 2
12.
18 3
<i>f</i> <i>x dx</i>
<b>Nhận xét: Ta có thể chỉ ra 1 hàm số </b> <i>f x</i>
- <b>Chú ý:</b>
' . ' . '
<i>g x</i>
<i>h x</i>
<i>f t dt</i> <i>f g x</i> <i>g x</i> <i>f h x</i> <i>h x</i>
<b>Bài 3. Cho hàm số </b> <i>f x</i>
<i>f</i> <b>, </b>
<i>f</i> <b>và </b> <i>f x</i>'
2
2
0
2 2 2 <i>x x</i> <i>f x</i>' <sub></sub> <i>dx</i>
<b>trị nhỏ nhất, khi đó hãy tính</b> <i>f</i>
3
<i>f</i> <b>B. </b>
3
<i>f</i> <b>C. </b>
2
2
<i>f</i>
<b>Hướng dẫn giải: </b>
Ta có:
1 1 <sub>2</sub>
2 2
2
0 0
2 2 2 ' 2 '
<i>I</i>
Ta có :
2 <sub>2</sub> <sub>2</sub>
2 ' 2 '
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>f x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>f x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
1 <sub>2</sub> 1
2
0 0
2
2 ' 2 '
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>f x</i> <i>dx</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>f x dx</i>
Mà:
1 1 1
0 0 0
4 2 8 2
2 ' 2 ' 1 0
3 3
<i>x</i> <i>x</i> <i>f x dx</i> <i>x</i> <i>x dx</i> <i>f x dx</i> <i>f</i> <i>f</i>
<sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Do đó 8
3
<i>I</i>
Dấu ‚=‛ xảy ra khi và chỉ khi : <sub>'</sub>
3
<i>f x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>f x</i> <sub></sub> <i>x</i> <i>x</i> <sub></sub><i>C</i>
Ta có:
1 2 2 2 2 2
3 3
<i>f</i> <i>C</i> <i>f x</i> <sub></sub> <i>x</i> <i>x</i> <sub></sub> <i>f</i>
<b>Bài 4. Cho hàm số </b> <i>f x</i>
1 <sub>1</sub> 2
, 0;1
2
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>f t dt</i> <i>x</i> <sub></sub> <sub></sub>
2
0
<i>f</i> <i>x dx</i>
<b>định nào sau đây đúng? </b>
<b>A.</b> 1;3
2
<i>m</i> <sub></sub>
<b>B. </b>
1
0;
2
<i>m</i> <sub></sub>
<b>C. </b>
1
;1
2
<i>m</i> <sub></sub>
<b>D. </b>
3
; 2
2
<i>m</i> <sub></sub>
<b>Hướng dẫn giải: </b>
Theo hệ quả BĐT Holder:
2 2
1 1 1 1 1
2 2 2
0 0 0 0 0
. 3
<i>xf x dx</i> <i>x dx f</i> <i>x dx</i> <i>f</i> <i>x dx</i> <i>xf x dx</i>
Giờ ta chỉ việc tìm min của tích phân
0
<i>xf x dx</i>
Gọi F(x) là một nguyên hàm của <i>f x</i>
1
0
0
' 1
<i>xF x</i> <i>dx</i> <i>x F x</i> <i>F</i>
Mà
1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
' '
<i>xF x</i> <i>dx</i> <i>xF x dx</i> <i>F x dx</i> <i>xf x dx</i> <i>F x dx</i>
Suy ra
1 1
0 0
1
<i>F</i>
Từ đề:
1 2 2 1 1 1 2
0 0 0
1 1 1 1
1 1
2 2 2 3
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>f t dt</i> <i>F</i> <i>F x</i> <i>F</i> <i>dx</i> <i>F x dx</i> <i>dx</i>
Tương đương
1 1 2
0 0
1 1
1
2 3
<i>x</i>
<i>F</i>
Thay (1) vào (2) ta được:
0
1
3
<i>xf x dx</i>
Vậy
2
1
2
0
1 1
3
3 3
<i>f</i> <i>x dx</i> <sub> </sub>
Dấu ‚=‛ xảy ra khi và chỉ khi <i>f x</i>
<b>Bài 5. Cho hàm số </b> <i>f x</i>
1 <sub>2</sub> 1 2
0 0
1
' 1
4
<i>x</i> <i>e</i>
<i>f x</i> <i>dx</i> <i>x</i> <i>e f x dx</i>
1
0
<i>f x dx</i>
<b>A.</b>
2
4
<i>e</i>
<b>B. </b>
2
<i>e</i>
<b>C.</b> <i>e</i>2 <b>D. </b> 1
2
<i>e</i>
<b>Hướng dẫn giải: </b>
Xét
1
0
1 <i>x</i>
<i>I</i>
<i>u</i> <i>f x</i> <i>du</i> <i>f x dx</i>
<i>dv</i> <i>x</i> <i>e dx</i> <i>v</i> <i>xe</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
Suy ra
1 2 1 2
1
0
0 0
1 1
' '
4 4
<i>x</i> <i>x</i> <i>e</i> <i>x</i> <i>e</i>
2 <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> 2
2 <sub>2</sub> 2
2 2
0 0 0
1 1
' . '
4 4
<i>x</i> <i>x</i>
<i>e</i> <i>e</i>
<i>xe f x dx</i> <i>x e dx</i> <i>f x</i> <i>dx</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Dấu ‚=‛ xảy ra khi và chỉ khi <i><sub>f x</sub></i>'
1 2
0
1
' 1
4
<i>x</i> <i>e</i>
<i>xe f x dx</i> <i>k</i>
Suy ra <i>f x</i>
Vậy
1
0
1 <i>x</i> 1 <i>x</i> 2
<i>f x</i> <i>x e</i>
<b>Bài 6. Cho hàm số </b> <i>f x</i>
1 1
2
0 0
1
3 ' 2 '
9
<i>f x f</i> <i>x</i> <i>dx</i> <i>f x f x dx</i>
<sub></sub> <sub></sub>
1
3
<i>f</i> <i>x dx</i>
<b>A.</b> 5
4 <b>B. </b>
3
2 <b>C. </b>
8
5 <b>D. </b>
7
6
<b>Hướng dẫn giải: </b>
<b>Đề </b>
1 1
2
0 0
1
3 ' 2 '
3
<i>f x f</i> <i>x dx</i> <i>f x f x dx</i>
Áp dụng hệ quả BĐT holder:
1 1 1
2
0 0 0
. ' '
<i>dx f x f</i> <i>x dx</i> <sub></sub> <i>f x f x dx</i><sub></sub>
Suy ra
2 2
1 1 1
0 0 0
1 1
2 ' 3 ' 3 ' 0
3 3
<i>f x f x dx</i> <sub></sub> <i>f x f x dx</i><sub></sub> <sub></sub> <i>f x f x dx</i> <sub></sub>
Hay
0
1
'
3
<i>f x f x dx</i>
Dấu ‚=‛ xảy ra khi và chỉ khi
0
1
' <sub>1</sub>
3
3
'
<i>f x f x dx</i>
<i>k</i>
<i>f x f x</i> <i>k</i>
<sub> </sub>
<sub></sub>
Xét
3
2 <sub>3</sub>
1 1 1 1
' ' 3
3 9 3 9 3
<i>f</i> <i>x</i>
Vì <i>f</i>
3
3
0
1 7
1
3 6
<i>f x</i> <i>x</i>
<b>Bài 7. Cho hàm số </b> <i>f x</i>
<b>, </b>
lim
<i>x</i><i>b</i> <i>f x</i> <b>và </b>
2
' 1, ;
<i>f x</i> <i>f</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>a b</i> <b>. Tìm giá trị nhỏ nhất của </b><i>P b a</i> <b>. </b>
<b>A.</b>
2
<b>B. </b> <b>C.</b> <b>D. </b>
2
<b>Hướng dẫn giải: </b>
Ta có:
2
'
' 1 1
1
<i>f x</i>
<i>f x</i> <i>f</i> <i>x</i>
<i>f</i> <i>x</i>
Lấy tích phân hai vế ta được:
1
2
0
'
1 arctan arctan arctan
1
<i>b</i>
<i>b</i>
<i>a</i>
<i>a</i>
<i>f x</i>
<i>dx</i> <i>f x</i> <i>a b</i> <i>b a</i> <i>f b</i> <i>f a</i>
<i>f</i> <i>x</i>
Vì lim
nên <i>b a</i>
Nhận xét: Khi hàm số <i>f x</i>
1;3
max <i>f x</i> 2
1;3
1
min
2
<i>f x</i>
<b>và biểu thức </b>
3 3
1 1
1
.
<i>S</i> <i>f x dx</i> <i>dx</i>
<i>f x</i>
1
<i>f x dx</i>
<b>A.</b> 7
5 <b>B. </b>
3
4 <b>C. </b>
3
5 <b>D. </b>
5
2
<b>Hướng dẫn giải </b>
Từ đền suy ra 1
2
2
0
<i>f x</i> <i>f x</i>
<i>f x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub>, </sub><sub> </sub><i><sub>x</sub></i> <sub>1; 3</sub><sub></sub>
Lấy tích phân 2 vế ta được:
3 3 3
1 1 1
1
2
2 1
0 5
<i>f x</i> <i>f x</i>
<i>dx</i> <i>dx</i> <i>f x dx</i>
<i>f x</i> <i>f x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> </sub> <sub> </sub>
Tương đương
2 2
3 3 3 3 3
1 1 1 1 1
1 25 5 25
5
4 2 4
<i>f x dx</i> <i>dx</i> <i>f x dx</i> <i>f x dx</i> <i>f x dx</i>
<i>f x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Dấu ‚=‛ xảy ra khi và chỉ khi
1
5
2
<i>f x dx</i>
<b>Bài 9. Cho hàm số </b> <i>f x</i>
1
3 3
2
2 1
3
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>f x</i> <i>dx</i>
2
1
<i>f x dx</i>
<b>A.</b> 1
2 <b>B. </b>
3
2 <b>C. </b>
5
3 <b>D. </b>
5
2
<b>Hướng dẫn giải </b>
Ta có:
2
1
3 3
2 2 1
3
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x dx</i>
1 1 1
2 <sub>2</sub> <sub>2</sub> 2
0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>f x</i> <i>dx</i> <i>x dx</i> <i>x</i> <i>f x</i> <i>dx</i>
Do hàm
<i>f x</i> <i>x</i> <i>f x</i> <sub></sub> liên tục trên <sub></sub>1; 2<sub></sub> nên:
2 <sub>0</sub> <sub>, </sub> <sub>1; 2</sub>
<i>x</i> <sub></sub><i>f x</i> <sub></sub> <i>f x</i> <i>x</i> <i>x</i> <sub></sub> <sub></sub>
Từ đó suy ra
2 2 2
1 1 1
3
2
<i>f x dx</i> <i>f x dx</i> <i>xdx</i>
Dấu ‚=‛ xảy ra khi và chỉ khi <i>f x</i>
<b>Bài 10. Cho hai hàm số </b> <i>f x</i>
<i>x</i>
<i>g x</i>
<b>và ta giả sử rằng ln có </b><i>g x</i>
1
0
<i>g x dx</i>
<b>A.</b> 7
3 <b>B. </b>
8
5 <b>C. </b>
5
3 <b>D. </b>
13
6
Gọi <i>F x</i>
<i>x</i>
<i>F x</i>
'
1 2
<i>F x</i> <i>f x</i>
<i>g x</i> <i>F x</i>
Ta có
2 '
1 2 1 1 0
1 2 1 2
<i>f x</i> <i>F x</i>
<i>F x</i> <i>g x</i> <i>f x</i>
<i>F x</i> <i>F x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<b>Nháp: xét </b>
' '
1 1 2
1 2 1 2
<i>F x</i> <i>F x</i>
<i>dx x C</i> <i>F x</i> <i>x C</i>
<i>F x</i> <i>F x</i>
Xét hàm số <i>h x</i>
Ta có
' 1 0
2 1 2
<i>F x</i>
<i>h x</i>
<i>F x</i>
nên <i>h x</i>
Ta có
0
0 0
<i>F</i>
Vậy
1
2
0
7
1 2 1 1
3
<i>F x</i> <i>x</i> <i>g x</i> <i>x</i> <i>g x dx</i>
<b>BTAD: [ĐỀ VTED] Cho hàm số </b> <i>f x</i>
0
1 2
<i>x</i>
<i>g x</i>
1
2
3
0
<i>g x</i> <i>dx</i>
<b>A.</b> 5
3 <b>B.</b> 4 <b>C. </b>
4