Cho hàm số f(x) có đạo hàm liên tục trên đoạn \[\left[ {0;1} \right]\], \[f\left( x \right)\] và \[f'\left( x \right)\] đều nhận giá trị dương trên đoạn \[\left[ {0;1} \right]\]. Biết rằng \[\int\limits_0^1 {\left[ {f'\left( x \right).{{\left[ {f\left( x \right)} \right]}^2} + 4} \right]} {\mkern 1mu} dx = 4\int\limits_0^1 {\sqrt {f'\left( x \right)} } .f\left( x \right)dx\] và \[f\left( 0 \right) = 3.\] Tích phân \[\int\limits_0^1 {{{\left[ {f\left( x \right)} \right]}^3}dx} \] bằng

Chọn đáp án A

Ta có \[\int\limits_0^1 {\left[ {f'\left( x \right).{{\left[ {f\left( x \right)} \right]}^2} + 4} \right]dx - 4\int\limits_0^1 {\sqrt {f'\left( x \right)} .f\left( x \right)dx} = 0} \]

\( \Rightarrow \int\limits_0^1 {\left[ {f'\left( x \right).{{\left[ {f\left( x \right)} \right]}^2} - 4\sqrt {f'\left( x \right)} .f\left( x \right) + 4} \right]dx} = 0 \Rightarrow \int\limits_0^1 {{{\left[ {\sqrt {f'\left( x \right)} .f\left( x \right) - 2} \right]}^2}dx} = 0\)

\( \Rightarrow \sqrt {f'\left( x \right)} .f\left( x \right) - 2 = 0 \Rightarrow {\left[ {f\left( x \right)} \right]^2}.f'\left( x \right) = 4 \Rightarrow \int {{{\left[ {f\left( x \right)} \right]}^2}.f'\left( x \right)dx} = 4x + {C_1}\)

\[ \Rightarrow \int {{{\left[ {f\left( x \right)} \right]}^2}d\left[ {f\left( x \right)} \right] = 4x + {C_1} \Rightarrow \frac{{{{\left[ {f\left( x \right)} \right]}^3}}}{3} = 4x + {C_2}} \].

Mà \(f\left( 0 \right) = 3 \Rightarrow {C_2} = 9 \Rightarrow {\left[ {f\left( x \right)} \right]^3} = 3\left( {4x + 9} \right) \Rightarrow \int\limits_0^1 {{{\left[ {f\left( x \right)} \right]}^3}dx} = \left. {3\left( {2{x^2} + 9x} \right)} \right|_0^1 = 33\).