Cho biết \(\int\limits_1^e {\dfrac{{\sqrt {\ln x + 3} }}{x}dx = \dfrac{a}{3} + b\sqrt 3 } \) với \(a,\,\,b\) là các số nguyên. Giá trị của biểu thức \(\dfrac{1}{{{2^b}}} + {\log _2}a\) bằng A.\( - 1.\) B.\(\dfrac{7}{2}.\) C.\( 8.\) D.\( 6.\)
Phương pháp giải: - Sử dụng phương pháp đổi biến số, đặt \(t = \sqrt {\ln x + 3} \). - Tính tích phân sau khi đổi biến, đồng nhất hệ số tìm \(a,\,\,b\). Giải chi tiết:Gọi \(I = \int\limits_1^e {\dfrac{{\sqrt {\ln x + 3} }}{x}dx} \). Đặt \(t = \sqrt {\ln x + 3} \Rightarrow {t^2} = \ln x + 3 \Rightarrow 2tdt = \dfrac{{dx}}{x}\). Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}x = 1 \Rightarrow t = \sqrt 3 \\x = e \Rightarrow t = 2\end{array} \right.\). Khi đó ta có: \(I = 2\int\limits_{\sqrt 3 }^2 {{t^2}dt} = \left. {\dfrac{{2{t^3}}}{3}} \right|_{\sqrt 3 }^2 = \dfrac{{16}}{3} - 2\sqrt 3 \). \( \Rightarrow a = 16,\,\,b = - 2.\) Vậy \(\dfrac{1}{{{2^b}}} + {\log _2}a = \dfrac{1}{{{2^{ - 2}}}} + {\log _2}16 = 4 + 4 = 8.\) Chọn C.