Câu hỏi

Với mỗi số \(k\), đặt \({I_k} = \int\limits_{ - \sqrt k }^{\sqrt k } {\sqrt {k - {x^2}} dx} \). Khi đó \({I_1} + {I_2} + {I_3} + ... + {I_{12}}\) bằng:

  • A \(78\pi \)
  • B \(650\pi \)
  • C \(325\pi \)
  • D \(39\pi \)

Phương pháp giải:

- Đặt ẩn phụ \(x = \sqrt k \sin t\).

- Sử dụng công thức hạ bậc \({\cos ^2}t = \dfrac{{1 + \cos 2t}}{2}\).

- Tính tích phân.

- Sử dụng công thức tính tổng \(1 + 2 + 3 + ... + n = \dfrac{{n\left( {n + 1} \right)}}{2}\).

Lời giải chi tiết:

Đặt \(x = \sqrt k \sin t\) \( \Rightarrow dx = \sqrt k \cos tdt\).

Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}x =  - \sqrt k  \Leftrightarrow \sin t =  - 1 \Leftrightarrow t =  - \dfrac{\pi }{2}\\x = \sqrt k  \Leftrightarrow \sin t = 1 \Leftrightarrow t = \dfrac{\pi }{2}\end{array} \right.\).

Khi đó ta có

\(\begin{array}{l}{I_k} = \int\limits_{ - \dfrac{\pi }{2}}^{\dfrac{\pi }{2}} {\sqrt {k - k{{\sin }^2}t} .\sqrt k \cos tdt} \\{I_k} = \int\limits_{ - \dfrac{\pi }{2}}^{\dfrac{\pi }{2}} {k{{\cos }^2}tdt} \\{I_k} = k\int\limits_{ - \dfrac{\pi }{2}}^{\dfrac{\pi }{2}} {\dfrac{{1 + \cos 2t}}{2}dt} \\{I_k} = \dfrac{k}{2}\left. {\left( {t + \dfrac{1}{2}\sin 2t} \right)} \right|_{ - \dfrac{\pi }{2}}^{\dfrac{\pi }{2}}\\{I_k} = \dfrac{k}{2}\left( {\dfrac{\pi }{2} + \dfrac{1}{2}\sin \pi  + \dfrac{\pi }{2} - \dfrac{1}{2}\sin \left( { - \pi } \right)} \right)\\{I_k} = \dfrac{k}{2}.\pi  = \dfrac{{k\pi }}{2}\end{array}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {I_1} + {I_2} + {I_3} + ... + {I_{12}}\\ = \dfrac{\pi }{2}\left( {1 + 2 + 3 + ... + 12} \right)\\ = \dfrac{\pi }{2}.\dfrac{{12.13}}{2} = 39\pi \end{array}\) 

Chọn D.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay