Câu hỏi
Cho biết \(\int\limits_0^1 {x\sqrt {{x^2} + 1} dx = \dfrac{{a\sqrt 2 - 1}}{b}} \) với \(a,\,\,b\) là các số tự nhiên. Giá trị của \({a^2} - {b^2}\) bằng
- A \( - 5.\)
- B \(5.\)
- C \(2.\)
- D \(1.\)
Phương pháp giải:
- Sử dụng phương pháp đổi biến số, đặt \(t = \sqrt {{x^2} + 1} \).
- Tích tích phân sau khi đổi biến.
- Đồng nhất hệ số tìm \(a,\,\,b\) và tính \({a^2} - {b^2}\).
Lời giải chi tiết:
Đặt \(t = \sqrt {{x^2} + 1} \Rightarrow {t^2} = {x^2} + 1 \Rightarrow tdt = xdx\).
Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}x = 0 \Rightarrow t = 1\\x = 1 \Rightarrow t = \sqrt 2 \end{array} \right.\).
Khi đó ta có: \(\int\limits_0^1 {x\sqrt {{x^2} + 1} dx} = \int\limits_1^{\sqrt 2 } {{t^2}dt} = \left. {\dfrac{{{t^3}}}{3}} \right|_1^{\sqrt 2 } = \dfrac{{2\sqrt 2 }}{3} - \dfrac{1}{3} = \dfrac{{2\sqrt 2 - 1}}{3}\).
\( \Rightarrow a = 2,\,\,b = 3\).
Vậy \({a^2} - {b^2} = {2^2} - {3^2} = - 5.\)
Chọn A.