Cho hàm số y=f(x) có đạo hàm liên tục trên (0;1) thỏa mãn

33/150

Cho hàm số \({\rm{y}} = {\rm{f}}\left( x \right)\) có đạo hàm liên tục trên \[\left[ {0\,;\,\,1} \right],\] thỏa mãn \({\left[ {f'\left( x \right)} \right]^2} = 4\left[ {2{x^2} + 1 - f\left( x \right)} \right]\) với mọi \(x\) thuộc đoạn \[\left[ {0\,;\,\,1} \right]\] và \(f(1) = 2\). Giá trị \[I = \int\limits_0^1 {x \cdot f\left( x \right)dx} \] bằng

\(\frac{3}{4}\).

\(\frac{2}{3}\).

\(\frac{1}{4}\).

\(\frac{4}{3}\).

Giải thích

Ta có: \({\left[ {f'({\rm{x}})} \right]^2} = 4.\left[ {2{{\rm{x}}^2} + 1 - {\rm{f}}({\rm{x}})} \right]\)

\( \Leftrightarrow {\left[ {f'(x)} \right]^2} - 4x \cdot f'(x) + 4{x^2} = 12{x^2} + 4 - 4\left[ {x \cdot f'(x) + f(x)} \right]\)

\( \Leftrightarrow {\left[ {f'(x) - 2x} \right]^2} = 12{x^2} + 4 - 4{\left[ {x \cdot f(x)} \right]^\prime }\)

\( \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {{{\left[ {f'\left( x \right) - 2x} \right]}^2}dx = \int\limits_0^1 {\left( {12{x^2} + 4} \right)dx - 4\int\limits_0^1 {{{\left[ {x \cdot f\left( x \right)} \right]}^\prime }dx} } } \)

\( \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {{{\left[ {f'\left( x \right) - 2x} \right]}^2}dx = 8 - 4\left( {x \cdot f\left( x \right)} \right)\left| \begin{array}{l}^1\\_0\end{array} \right.} \)

\( \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {{{\left[ {f'(x) - 2x} \right]}^2}dx} = 8 - 4 \cdot f(1) \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {{{\left[ {f'(x) - 2x} \right]}^2}dx} = 0 \Rightarrow f'(x) = 2x\) .

Từ đó \(f(x) = \int {f'} (x)dx = \int 2 xdx = {x^2} + C\) mà \(f(1) = 2 \Rightarrow C = 1\) nên \(f(x) = {x^2} + 1\).

Vậy \(I = \int\limits_0^1 {x \cdot f\left( x \right)dx} = \int\limits_0^1 {x\left( {{x^2} + 1} \right)dx} = \frac{3}{4}.\) Chọn A.