Đáp án

Bài tập: Cho hàm số \(y = f(x)\) có đạo hàm trên \([0, 1]\) thỏa mãn: \((f(x))^4 \cdot (f'(x))^2 \cdot (x+1) = 1 + (f(x))^3, \quad f'(x) > 0, \quad f(x) > 0, \, \forall x \in [0, 1].\) Biết \(f(0) = 2\). Khẳng định nào sau đây đúng?
A. \(2 < f(1) < \frac{5}{2} \quad\)  B. \(\frac{5}{2} < f(1) < 3 \quad\)  C. \(\frac{3}{2} < f(1) < 2 \quad\)  D. \(3 < f(1) < \frac{7}{2} \)

Đáp án:

\(\frac{(f'(x) (f(x))^2)^2}{1 + (f(x))^3} = \frac{1}{x+1}\)

\(\Rightarrow \frac{(3f'(x)f(x)^2)^2}{1 + (f(x))^3} = \frac{9}{x+1} \) (*)

Đặt \(h(x) = 1 + (f(x))^3 \Rightarrow  h'(x) = 3f'(x)(f(x))^2\)

(*) \(\Leftrightarrow \frac{(h'(x))^2}{h(x)} = \frac{9}{x+1} \Leftrightarrow  \frac{h'(x)}{\sqrt{h(x)}} =  \frac{3}{\sqrt{x+1}}\)

\(\Rightarrow \int \frac{h'(x)}{\sqrt{h(x)}} dx = \int \frac{3}{\sqrt{x+1}} dx \Rightarrow 2\sqrt{h(x)} = 6\sqrt{x+1} + C \quad \Rightarrow \quad h(x)= 9\sqrt{x+1} + C.\)

\(h(0) = 1 + (f(0))^3 = 9 \Rightarrow C = 0.\)

\(\Rightarrow h(x) = 9(x+1) \quad \Rightarrow \quad 1 + (f(x))^3 = 9x + 9.\)

\(\Rightarrow f(x) = \sqrt[3]{9x + 8}.\)

\(f(1) = \sqrt[3]{17} \approx 2.571 \quad \Rightarrow \boxed{\text{B}}.\)