Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) thỏa mãn \(f\left( 0 \right) = \frac{2}{3}\) và \(\left( {\sqrt x + \sqrt {x + 1} } \right)f’\left( x \right) = 1,\,\forall x \ge – 1\). Biết rằng \(\int\limits_0^1 {f\left( x \right)} dx = \frac{{a\sqrt 2 + b}}{{15}}\) với \(a,b \in \mathbb{Z}\). Tính \(T = a + b\).

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) thỏa mãn \(f\left( 0 \right) = \frac{2}{3}\) và \(\left( {\sqrt x + \sqrt {x + 1} } \right)f’\left( x \right) = 1,\,\forall x \ge – 1\). Biết rằng \(\int\limits_0^1 {f\left( x \right)} dx = \frac{{a\sqrt 2 + b}}{{15}}\) với \(a,b \in \mathbb{Z}\). Tính \(T = a + b\).

A. \( – 8\).

B. \( – 24\).

C. \(24\).

D. \(8\).

Hướng dẫn

Chọn đáp án là D

Phương pháp giải:

– Rút \(f’\left( x \right)\) từ giả thiết đề bài cho.

– Tìm \(f\left( x \right) = \int {f’\left( x \right)dx} \), sử dụng công thức tính nguyên hàm: \(\int {\sqrt x dx} = \frac{2}{3}x\sqrt x + C\).

– Từ giả thiết \(f\left( 0 \right) = \frac{2}{3}\) tìm hằng số \(C\) và suy ra hàm số \(f\left( x \right)\).

– Tính \(\int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx} \) với hàm \(f\left( x \right)\) vừa tìm được, đưa kết quả về dạng \(\frac{{a\sqrt 2 + b}}{{15}}\). Đồng nhất hệ số tìm \(a,\,\,b\) và tính tổng \(T = a + b\).

Lời giải chi tiết:

Ta có:

\(\begin{array}{l}\,\,\,\,\,\,\,\left( {\sqrt x + \sqrt {x + 1} } \right)f’\left( x \right) = 1\,\,\,\,\forall x \ge – 1\\ \Leftrightarrow f’\left( x \right) = \frac{1}{{\sqrt x + \sqrt {x + 1} }}\,\,\,\,\forall x \ge – 1\\ \Leftrightarrow f’\left( x \right) = \sqrt {x + 1} – \sqrt x \,\,\,\,\forall x \ge – 1\end{array}\)

\( \Rightarrow f\left( x \right) = \int {\left( {\sqrt {x + 1} – \sqrt x } \right)dx} = \frac{2}{3}\left( {\left( {x + 1} \right)\sqrt {x + 1} – x\sqrt x } \right) + C\)

Mà \(f\left( 0 \right) = \frac{2}{3}\)\( \Rightarrow \frac{2}{3}\left( {1 – 0} \right) + C = \frac{2}{3} \Rightarrow C = 0\).

\( \Rightarrow f\left( x \right) = \frac{2}{3}\left( {\left( {x + 1} \right)\sqrt {x + 1} – x\sqrt x } \right)\).

Khi đó ta có:

\(\begin{array}{l}\int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx} = \frac{2}{3}\int\limits_0^1 {\left( {\left( {x + 1} \right)\sqrt {x + 1} – x\sqrt x } \right)dx} \\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \frac{2}{3}.\frac{2}{5}\left. {\left( {{{\left( {x + 1} \right)}^2}\sqrt {x + 1} – {x^2}\sqrt x } \right)} \right|_0^1\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \frac{4}{{15}}\left[ {\left( {4\sqrt 2 – 1} \right) – \left( {1 – 0} \right)} \right]\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \frac{{16\sqrt 2 – 8}}{{15}}\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 16\\b = – 8\end{array} \right.\end{array}\)

Vậy \(T = a + b = 16 + \left( { – 8} \right) = 8.\)

Chọn D.