Câu hỏi:

31/01/2026 11 Lưu

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có \(f\left( 0 \right) = 0\) và \(f'\left( x \right) = {\sin ^8}x - {\cos ^8}x - 4{\sin ^6}x,{\rm{ }}\forall x \in \mathbb{R}\). Kết quả của tích phân \(I = \int\limits_0^\pi  {8f\left( x \right){\rm{d}}x} \) được cho dưới dạng \(a{\pi ^2}\). Tìm giá trị của \(a\).

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

-5

Ta có: \({\sin ^8}x - {\cos ^8}x - 4{\sin ^6}x = \left( {{{\sin }^4}x - {{\cos }^4}x} \right)\left( {{{\sin }^4}x + {{\cos }^4}x} \right) - 4{\sin ^6}x\)

                                                             \( = \left( {{{\sin }^2}x - {{\cos }^2}x} \right)\left( {{{\sin }^4}x + {{\cos }^4}x} \right) - 4{\sin ^6}x\)

                                                             \( = {\cos ^4}x.{\sin ^2}x - {\sin ^4}x.{\cos ^2}x - {\cos ^6}x - 3{\sin ^6}x\)

                                                             \( = {\cos ^4}x.{\sin ^2}x - {\sin ^4}x.{\cos ^2}x - 2{\sin ^6}x - \left( {{{\cos }^6}x + {{\sin }^6}x} \right)\)

                                                             \( = {\sin ^2}x\left( {{{\cos }^4}x - {{\sin }^4}x} \right) - {\sin ^4}x\left( {{{\cos }^2}x + {{\sin }^2}x} \right) - \left( {1 - 3{{\cos }^2}x.{{\sin }^2}x} \right)\)

                                                             \( = 4{\cos ^2}x.{\sin ^2}x - 2{\sin ^4}x - 1\)

                                                             \( =  - \frac{3}{4}\cos 4x + \cos 2x - \frac{5}{4}\).

Do đó \(f\left( x \right) = \int {f'\left( x \right){\rm{d}}x}  = \int {\left( { - \frac{3}{4}\cos 4x + \cos 2x - \frac{5}{4}} \right){\rm{d}}x}  =  - \frac{3}{{16}}\sin 4x + \frac{1}{2}\sin 2x - \frac{5}{4}x + C\)

Vì \(f\left( 0 \right) = 0\) nên \( - \frac{3}{{16}}\sin 4.0 + \frac{1}{2}\sin 2.0 - \frac{5}{4}.0 + C = 0 \Leftrightarrow C = 0\).

Vậy \(f\left( x \right) =  - \frac{3}{{16}}\sin 4x + \frac{1}{2}\sin 2x - \frac{5}{4}x\).

Ta có \(I = \int\limits_0^\pi  {8f\left( x \right){\rm{d}}x} \)

                                    \(\begin{array}{l} = \int\limits_0^\pi  {8\left( { - \frac{3}{{16}}\sin 4x + \frac{1}{2}\sin 2x - \frac{5}{4}x} \right){\rm{d}}x} \\ = \int\limits_0^\pi  {\left( { - \frac{3}{2}\sin 4x + 4\sin 2x - 10x} \right){\rm{d}}x} \\ = \left. {\left( {\frac{3}{8}\cos 4x - 2\cos 2x - 5{x^2}} \right)} \right|_0^\pi  =  - 5{\pi ^2}\end{array}\)

Vậy \(a =  - 5\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Từ giả thiết \[f(x) + x\left( {{f^\prime }(x) - 2\sin x} \right) = {x^2}\cos x\]

\[\begin{array}{l} \Leftrightarrow f(x) + x{f^\prime }(x) = {x^2}\cos x + 2x\sin x\\ \Leftrightarrow {\left( {xf\left( x \right)} \right)^\prime } = {\left( {{x^2}\sin x} \right)^\prime }\\ \Leftrightarrow xf\left( x \right) = {x^2}\sin x + C\end{array}\]

Mặt khác: \[f\left( {\frac{\pi }{2}} \right) = \frac{\pi }{2} \Rightarrow C = 0 \Rightarrow f\left( x \right) = x\sin x.\]

\[I = \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\frac{{f\left( x \right)}}{x}dx}  = \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\frac{{x\sin x}}{x}dx}  = \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\sin xdx}  = 1\].

Câu 2

A. \[\frac{{{\pi ^2} + 16\pi  + 8\sqrt 2  - 16}}{{16}}\]                           .                                       

B. \[\frac{{{\pi ^2} + 16\pi  + 2\sqrt 2  - 4}}{{16}}\].

C. \[\frac{{{\pi ^2} + 16\pi  + 8\sqrt 2 }}{{16}}\].              
D. \[\frac{{{\pi ^2} + 16\pi  - 16}}{{16}}.\]

Lời giải

\[\int\limits_0^{\frac{\pi }{4}} {\left( {2x - \sin x + 4} \right){\rm{d}}x} \]\[ = \left( {{x^2} + \cos x + 4x} \right)\left| \begin{array}{l}\frac{\pi }{4}\\0\end{array} \right. = \frac{{{\pi ^2}}}{{16}} + \frac{{\sqrt 2 }}{2} + \pi  - 1 = \frac{{{\pi ^2} + 16\pi  + 8\sqrt 2  - 16}}{{16}}.\]

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 5

a)  Vận tốc của chất điểm tại thời điểm \(t = 15\) là \(v\left( {15} \right) = 21\,\left( {m/s} \right)\).

Đúng
Sai

b)  Quãng đường chất điểm di chuyển được trong \(3\) giây đầu tiên là: \({S_1} = \int\limits_0^3 {11dt} \,\,\left( m \right)\)

Đúng
Sai

c)  Quãng đường chất điểm đi được trong khoảng thời gian từ \(8\)giây đến \(15\) giây bằng \(73,5\left( m \right)\).

Đúng
Sai
d)  Vận tốc trung bình \({v_{tb}}\) của chất điểm trong khoảng thời gian từ \(3\) đến \(8\) giây thỏa mãn \({v_{tb}} < 7\,\,\left( {m/s} \right)\).
Đúng
Sai

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 6

A. \(8 - \ln 3\). 
B. \(8 + 2\ln 3\).          
C. \(8 + \ln 3\).           
D. \(7 + \ln 3\).

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP