Đáp án

Bài tập: Cho hàm số \(y = f(x)\) có đạo hàm không âm trên \([0, 1]\) thỏa mãn: \(\frac{[f(x)]^2 [f'(x)]^2}{e^{2x}} = 1 + [f(x)]^2 \quad và \quad f(x) > 0, \forall x \in [0, 1]\). Biết \(f(0) = 1\). Khẳng định nào sau đây đúng?  
A. \(\frac{5}{2} < f(1) < 3 \quad \)  B. \(3 < f(1) < \frac{7}{2} \quad \)  C. \(2 < f(1) < \frac{5}{2} \quad \)  D. \(\frac{3}{2} < f(1) < 2\)

Đáp án

\(\frac{[f(x)]^2 [f'(x)]^2}{e^{2x}} = 1 + (f(x))^2\)  

\(\Rightarrow \frac{f'(x) f(x)}{e^x} = \sqrt{1 + (f(x))^2} \Rightarrow \frac{f'(x) f(x)}{\sqrt{1 + (f(x))^2}} = e^x\)  

\(\Rightarrow  \int \frac{f'(x) f(x)}{\sqrt{1 + (f(x))^2}} dx = \int e^x dx\)  

\(\Rightarrow \sqrt{1 + (f(x))^2} = e^x + C.\)  

\(f(0) = 1 \Rightarrow C = \sqrt{2} - 1\)  

\(\Rightarrow \sqrt{1 + (f(x))^2} = e + (\sqrt{2} - 1)\)  

\(\Rightarrow f(1)^2 = (e+ \sqrt{2} - 1)^2 - 1\)  

\(\Rightarrow f(1) = \sqrt{(e + \sqrt{2} - 1)^2 - 1} \approx 2,96 \Rightarrow \boxed{A}\)