Cho hàm số \( y=f(x) \) là hàm số lẻ trên \(\mathbb{R}\) và đồng thời thỏa mãn hai điều kiện \( f(x+1)=f(x)+1,\forall x\in \mathbb{R} \) và  \( f\left( \frac{1}{x} \right)=\frac{f(x)}{{{x}^{2}}},\forall x\ne 0 \). Gọi \( I=\int\limits_{0}^{1}{\frac{f(x)}{{{f}^{2}}(x)+1}dx} \)

Cho hàm số \( y=f(x) \) là hàm số lẻ trên  \( \mathbb{R} \) và đồng thời thỏa mãn hai điều kiện  \( f(x+1)=f(x)+1,\forall x\in \mathbb{R} \) và  \( f\left( \frac{1}{x} \right)=\frac{f(x)}{{{x}^{2}}},\forall x\ne 0 \). Gọi  \( I=\int\limits_{0}^{1}{\frac{f(x)}{{{f}^{2}}(x)+1}dx} \). Hãy chọn khẳng định đúng về giá trị của I.

A. \( I\in (-1;0) \)

B.  \( I\in (1;2) \)              

C.  \( I\in (0;1) \)              

D.  \( I\in (-2;-1) \)

Hướng dẫn giải:

Đáp án C.

+ Đặt  \( y=f(x) \). Khi đó từ giả thiết ta có:

 \( f(x+1)=y+1 \),  \( f\left( \frac{1}{x} \right)=\frac{f(x)}{{{x}^{2}}}\Rightarrow f\left( \frac{1}{x+1} \right)=\frac{f(x+1)}{{{(x+1)}^{2}}}=\frac{y+1}{{{(x+1)}^{2}}} \) ,  \( f\left( -\frac{1}{x+1} \right)=-\frac{y+1}{{{(x+1)}^{2}}} \).

Suy ra:  \( f\left( \frac{x}{x+1} \right)=f\left( -\frac{1}{x+1}+1 \right)=f\left( -\frac{1}{x+1} \right)+1=-\frac{y+1}{{{(x+1)}^{2}}}+1=\frac{{{x}^{2}}+2x-y}{{{(x+1)}^{2}}} \)     (1)

Và \(f\left( \frac{x+1}{x} \right)=f\left( 1+\frac{1}{x} \right)=1+f\left( \frac{1}{x} \right)=1+\frac{y}{{{x}^{2}}}=\frac{{{x}^{2}}+y}{{{x}^{2}}}\).

 \( f\left( \frac{x}{x+1} \right)=f\left( \frac{1}{\frac{x+1}{x}} \right)=\frac{f\left( \frac{x+1}{x} \right)}{{{\left( \frac{x+1}{x} \right)}^{2}}}=\frac{\frac{{{x}^{2}}+y}{{{x}^{2}}}}{{{\left( \frac{x+1}{x} \right)}^{2}}}=\frac{{{x}^{2}}+y}{{{(x+1)}^{2}}} \)   (2)

+ Từ (1) và (2) suy ra:  \( \frac{{{x}^{2}}+2x-y}{{{(x+1)}^{2}}}=\frac{{{x}^{2}}+y}{{{(x+1)}^{2}}}\Leftrightarrow {{x}^{2}}+2x-y={{x}^{2}}+y\Rightarrow y=x\Rightarrow f(x)=x  \).

Do đó:  \( I=\int\limits_{0}^{1}{\frac{f(x)}{{{f}^{2}}(x)+1}dx}=\int\limits_{0}^{1}{\frac{x}{{{x}^{2}}+1}dx}=\frac{1}{2}\int\limits_{0}^{1}{\frac{1}{{{x}^{2}}+1}d({{x}^{2}}+1)}=\left. \frac{1}{2}\ln ({{x}^{2}}+1) \right|_{0}^{1}=\frac{1}{2}\ln 2\approx 0,35 \)

Vậy  \( I\in (0;1) \).

Nhận Dạy Kèm Môn Toán Online qua ứng dụng Zoom, Google Meet,...

Các bài toán liên quan

Các sách tham khảo do Trung Tâm Nhân Tài Việt phát hành!

Không tìm thấy bài viết nào.

Recommended Posts

No comment yet, add your voice below!


Add a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *