Câu hỏi
. Cho \(\int\limits_5^{21} {\frac{{dx}}{{x\sqrt {x + 4} }} = a\ln 3} + b\ln 5 + c\ln 7\) với \(a,\,b,\,c\) là các số hữu tỉ. Mệnh đề nào dưới đây đúng?
- A \(a + b = - 2c.\)
- B \(a + b = c.\)
- C \(a - b = - c.\)
- D \(a - b = - 2c.\)
Phương pháp giải:
Đặt \(t = \sqrt {x + 4} \) sau đó tính tích phân theo ẩn t.
Lời giải chi tiết:
\(t = \sqrt {x + 4} \Rightarrow {t^2} = x + 4 \Rightarrow 2tdt = dx\).
x = 5 thì t = 3
x = 21 thì t = 5
Khi đó ta có:
\(\begin{array}{l}\int\limits_5^{21} {\frac{{dx}}{{x\sqrt {x + 4} }} = } \int\limits_3^5 {\frac{{2tdt}}{{\left( {{t^2} - 4} \right).t}} = } \int\limits_3^5 {\frac{{2dt}}{{\left( {t - 2} \right)\left( {t + 2} \right)}} = } \int\limits_3^5 {\frac{{2dt}}{{\left( {t - 2} \right)\left( {t + 2} \right)}} = } \frac{{ - 1}}{2}\int\limits_3^5 {\frac{{\left( {t - 2} \right) - \left( {t + 2} \right)dt}}{{\left( {t - 2} \right)\left( {t + 2} \right)}}} \\ = \frac{{ - 1}}{2}\int\limits_3^5 {\left( {\frac{1}{{t + 2}} - \frac{1}{{t - 2}}} \right)} dt = \left. { - \frac{1}{2}\ln \left| {t + 2} \right|} \right|_3^5 + \left. {\frac{1}{2}\ln \left| {t - 2} \right|} \right|_3^5 = \frac{{ - 1}}{2}\ln 7 + \frac{1}{2}\ln 5 + \frac{1}{2}\ln 3\\ = \end{array}\)
Khi đó ta có: \(a = \frac{1}{2};b = \frac{1}{2};c = - \frac{1}{2} \Rightarrow a + b = - 2c\) .
Chọn A.