Dạng 1. Tìm các điểm cực trị dựa vào đồ thị của f(x)
Dạng 2. Tìm các điểm cực trị của hàm số cho bởi công thức
Dạng 3. Tìm các điểm cực trị của f(x) khi biết biểu thức f'(x)
Dạng 4. Tìm các điểm cực trị của f(x) khi biết đồ thị f'(x)
Dạng 5. Tìm các điểm cực trị của f[u(x)] khi biết đồ thị f'(x)
Dạng 6. Tìm các điểm cực trị của f(x) + v(x) khi biết đồ thị f'(x)
Dạng 7. Cực trị của hàm số chứa tham số
Câu 1:
Cho hàm số \(y = f(x)\) xác định, liên tục và có đạo hàm trên \(\mathbb{R}\) có bảng biến thiên như sau:
Hàm số \(y = f(x)\) đạt cực trị tại những điểm nào?
Dựa vào bảng biến thiên ta thấy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại điểm \(x=0\), \(y_{_{CD}}=2\) và đạt cực tiểu tại \(x=2\), \(y_{_{CT}}=-2\).
Câu 2:
Dựa vào đồ thị hàm số \(y=f(x)=-x^3+3x\) ở hình bên, hãy chỉ ra các điểm cực trị của hàm số đó.
Quan sát đồ thị của hàm số \(y=f(x)=-x^3+3x\) ta thấy: \(x=-1\) là điểm cực tiểu và \(x=1\) là điểm cực đại của hàm số \(y=f(x)\).
Câu 3:
Cho hai hàm số \(y=f(x)\) có đồ thị được cho ở hình bên. Nêu khoảng đồng biến, nghịch biến và điểm cực trị của hàm số đó.
Quan sát đồ thị ta thấy hàm số \(y=f(x)\) đồng biến trên các khoảng \((-\infty;-1)\), \((0;1)\), \((2;+\infty)\); nghịch biến trên các khoảng \((-1;0)\), \((1;2)\).
Hàm số đạt cực đại tại \(x=-1\), \(x=1\) và đạt cực tiểu tại \(x=0\), \(x=2\).
Câu 4:
Cho hai hàm số \(y=g(x)\) có đồ thị được cho ở hình bên. Nêu khoảng đồng biến, nghịch biến và điểm cực trị của hàm số đó.
Quan sát đồ thị ta thấy hàm số \(y=g(x)\) đồng biến trên các khoảng \((-2;0)\), \((1;+\infty)\); nghịch biến trên các khoảng \((-\infty;-2)\), \((0;1)\).
Hàm số đạt cực đại tại \(x=0\) và đạt cực tiểu tại \(x=-2\), \(x=1\).
Câu 5:
Cho hàm số \(y=f\left(x\right)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\) và có bảng biến thiên như sau:
Xác định các cực trị của hàm số \(f\left(x\right)\).
Ta có \(f'\left(x\right)>0\) với mọi \(x\in \left(-\infty;0\right)\) và \(f'\left(x\right)< 0\) với mọi \(x\in \left(0;1\right)\) nên hàm số đạt cực đại tại \(x=0\) và \(f_{\text{CĐ}}=f\left(0\right)=2\).
Ta có \(f'\left(x\right)< 0\) với mọi \(x\in \left(0;1\right)\) và \(f'\left(x\right)>0\) với mọi \(x \in \left(1;+\infty\right)\) nên hàm số đạt cực tiểu tại \(x=1\)và \(f_{CT}=f\left(1\right)=-3\).
Câu 6:
Cho hàm số \(y=f(x)\) liên tục trên các khoảng \((-\infty;-1)\), \((-1;+\infty)\) và có bảng biến thiên như sau
Xác định các khoảng đồng biến, nghịch biến và cực trị của hàm số đã cho.
Dựa vào bảng biến thiên đã cho ta có
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \(\left( -\infty;-1\right)\), \(\left( -1;2\right)\).
+) Hàm số nghịch biến trên các khoảng \(\left(2;+\infty\right)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại điểm \(x=2\), \(y_{\text{CĐ}}=-2\).
Câu 1:
Tìm cực trị của hàm số \(y=2x^3+3x^2-36x-10\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có: \(y'=6x^2+6x-36\);
\(y'=0\Leftrightarrow 6x^2+6x-36=0\Leftrightarrow x=-3\) hoặc \(x=2\).
Bảng biến thiên của hàm số như sau:
Vậy hàm số đạt cực đại tại \(x=-3\) và đạt cực tiểu tại \(x=2\).
Câu 2:
Tìm cực trị của hàm số \(y=x^3-3x^2-9x+11\).
Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\).
Ta có: \(y'=3x^2-6x-9\);
\(y'=0\Leftrightarrow 3x^2-6x-9=0\Leftrightarrow x=-1\) hoặc \(x=3\).
Bảng biến thiên của hàm số như sau:
Vậy hàm số đạt cực đại tại \(x=-1\) và đạt cực tiểu tại \(x=3\).
Câu 3:
Tìm các khoảng đơn điệu và cực trị của hàm số: \(y=-x^3+3x-6\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=-3x^{2}+3\).
\(y'=0\Leftrightarrow x=-1;\,x=1.\)
Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên, suy ra
+) \(x=1\) là điểm cực đại của hàm số, \(f_{\text{CĐ}}=-4\)
+) \(x=-1\) là điểm cực tiểu của hàm số, \(f_{\text{CT}}=-8\).
+) Hàm số đã cho đồng biến trên \(\left(-1;1\right)\), nghịch biến trên \(\left(-\infty;-1\right)\cup\left(1;+\infty\right)\).
Câu 4:
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{x}{3}\cdot(x-3)^2\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=x^{2}-4x+3\).
\(y'=0\Leftrightarrow x=1;\,x=3.\)
Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên, suy ra
+) \(x=1\) là điểm cực đại của hàm số, \(f_{\text{CĐ}}=\displaystyle\frac{4}{3}\)
+) \(x=3\) là điểm cực tiểu của hàm số, \(f_{\text{CT}}=0\).
Câu 5:
Tìm cực trị của hàm số \(y=f\left(x\right)=\displaystyle\frac{1}{3}x^3-x^2-3x+\displaystyle\frac{1}{3}\).
Hàm số xác định với mọi \(x\in \mathbb{R}\).
Ta có \(y'=x^2-2x-3\);
\(y'=0\Leftrightarrow x=-1;\,x=3.\)
Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên, suy ra \(x=-1\) là điểm cực đại của hàm số, \(f_{\text{CĐ}}=2\); \(x=3\) là điểm cực tiểu của hàm số, \(f_{\text{CT}}=\displaystyle\frac{-26}{3}\).
Câu 6:
Tìm cực trị của hàm số \(y=x^3-6 x^2+9 x+30\).
Tập xác định của hàm số là \(\mathbb{R}\).
Ta có: \(y^{\prime}=3 x^{2}-12 x+9 ; y^{\prime}=0 \Leftrightarrow x=1\) hoặc \(x=3\).
Lập bảng biến thiên của hàm số:
Từ bảng biến thiên, ta có:
Hàm số đạt cực đại tại \(x=1\) và \(y_{\text{CĐ}}=y(1)=34\).
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=3\) và \(y_{\text{CT}}=y(3)=30\).
Câu 7:
Tìm khoảng đơn điệu và cực trị (nếu có) của hàm số \(y=-x^3+2x^2-x-7\).
+) Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
+) \(y'=- 3x^2 + 4x - 1\);
\(y'=0 \Leftrightarrow x=\displaystyle\frac{1}{3}\) hoặc \(x=1\).
+) Bảng biến thiên
+) Hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng \(\left(-\infty;\displaystyle\frac{1}{3}\right)\) và \(\left(1;+\infty\right)\).
+) Hàm số đồng biến trên khoảng \(\left(\displaystyle\frac{1}{3};1\right)\).
+)
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=\displaystyle\frac{1}{3}\) và \(y_{\text{CT}}=- \displaystyle\frac{193}{27}\).
Hàm số đạt cực đại tại \(x=1\) và \(y_{\text{CĐ}}=-7\).
Câu 8:
Tìm cực trị của hàm số \(y=2x^3-9x^2+12x-5\).
Tập xác định của hàm số \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=6x^2-18x+12\); \(y'=0\Leftrightarrow x=1\) hoặc \(x=2\).
Lập bảng biến thiên của hàm số
Hàm số đạt cực đại tại \(x=1\) và \(y_{\text{CĐ}}=0\).
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=2\) và \(y_{CT}=-1\).
Câu 9:
Xét chiều biến thiên và tìm các cực trị (nếu có) của hàm số \(y=x^3-3x^2+3x-1\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=3x^2-6x+3=3(x-1)^2 \ge 0\) với mọi \(x \in \mathbb{R}\).
Vậy, hàm số \(y=x^3-3x^2+3x-1\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\).
Hàm số \(y=x^3-3x^2+3x-1\) không có cực trị.
Câu 10:
Tìm cực trị của hàm số \(y=2x^3+3x^2-36x+6\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=6x^2+6x-36\); \(y'=0 \Leftrightarrow x=-3;\, x=2.\)
Bảng biến thiên
Vậy hàm số đạt cực đại tại \(x=-3\), \(y_{\text{CĐ}}=87\); hàm số đạt cực tiểu tại \(x=2\), \(y_{\text{CT}}=-38\).
Câu 11:
Xét tính đơn điệu và tìm điểm cực trị của hàm số \(y=4x^3+3x^2-36x+6\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=12x^2+6x-36\); \(y'=0 \Leftrightarrow x=-2;\, x=\displaystyle\frac{3}{2}.\)
Bảng biến thiên
Vậy hàm số đồng biến trên \((-\infty;-2)\) và \(\left(\displaystyle\frac{3}{2};+\infty\right)\), nghịch biến trên \(\left(-2;\displaystyle\frac{3}{2}\right)\).
Hàm số đạt cực đại tại \(x=-2\), \(y_{\text{CĐ}}=58\); hàm số đạt cực tiểu tại \(x=\displaystyle\frac{3}{2}\), \(y_{\text{CT}}=-\displaystyle\frac{111}{4}\).
Câu 12:
Tìm cực trị của hàm số \(f(x)=x^3-3x^2+3x-4\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(f'(x)=3x^2-6x+3\); \(f'(x)=0 \Leftrightarrow x=1\).
Bảng biến thiên
Vậy hàm số không có cực trị.
Câu 13:
Tìm cực trị của hàm số \(f(x)=2x^3-9x^2-24x+1\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(f'(x)=6x^2-18x-24\); \(f'(x)=0 \Leftrightarrow x=-1;\, x=4.\)
Bảng biến thiên
Vậy hàm số đạt cực đại tại \(x=-1\), \(y_{\text{CĐ}}=f(-1)=14\); và hàm số đạt cực tiểu tại \(x=4\), \(y_{\text{CT}}=f(4)=-111\).
Câu 14:
Tìm giá trị cực tiểu của hàm số \(y=x^3-3x+1\).
TXĐ: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có: \(y'=3x^2-3\).
\(\begin{aligned}&y'=0 \Leftrightarrow 3x^2-3=0.\\ \Leftrightarrow& x=1 ;\, x=-1.\end{aligned}\)
Vậy giá trị cực tiểu của hàm số bằng \(-1\).
Câu 15:
Tìm các điểm cực trị của đồ thị hàm số \(y=x^3-3x+5\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=3x^2-3\).
Khi đó \(y'=0\Leftrightarrow x=-1 ;\,x=1\).
Bảng biến thiên của đồ thị hàm số như sau:
Vậy hàm số đạt cực tiểu tại điểm \(x=-1\), đạt cực đại tại điểm \(x=1\).
Câu 16:
Tính giá trị cực đại của hàm số \(y=x^3-3x+20\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=3x^2-3\).
\(y'=0 \Leftrightarrow x=1 ;\,x=-1\).
Bảng biến thiên
Vậy giá trị cực đại của hàm số đã cho \(22\).
Câu 17:
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(y=2x^3-3x^2+5\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=6x^2-6x\).
\(y'=0\Leftrightarrow 6x^2-6x=0\Leftrightarrow x=0;\,x=1.\)
Bảng biến thiên của hàm số:
Vậy hàm số đạt cực đại tại điểm \(x=0\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=1\).
Câu 18:
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(y=x^3-3x^2+1\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
\(y'=3x^2-6x\).
\(y'=0 \Leftrightarrow \left[\begin{aligned}&x=0 \\ &x=2.\end{aligned}\right.\)
Bảng biến thiên
Vậy hàm số đạt cực đại tại điểm \(x=0\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=2\).
Câu 19:
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{1}{3}x^3-2x^2+3x+1\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có: \(f'(x)=x^2-4x+3\).
\(f'(x)=0 \Leftrightarrow x=1;\,x=3.\)
Bảng biến thiên
Vậy hàm số đạt cực đại tại điểm \(x=1\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=3\).
Câu 20:
Tính giá trị cực đại và giá trị cực tiểu của hàm số \(y=x^3-3x^2+4\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có: \(y'=3x^2-6x\).
\(y'=0\Leftrightarrow x=0;\,x=2.\)
Bảng biến thiên:
Vậy \(y_\text{CĐ}=4\), \(y_\text{CT}=0\).
Câu 21:
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(y=-x^4+5x^2-2\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=-4x^3+10x=-2x(2x^2-5)\);
\(y'=0\Leftrightarrow x=0;\,x=\pm \displaystyle\frac{\sqrt{10}}{2}.\)
Bảng biến thiên:
Vậy hàm số đạt đại tại các điểm \(x=\pm\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{2}\) và đạt cực tiểu tại điểm \(x=0\).
Câu 22:
Tìm các điểm cực trị và giá trị cực trị của hàm số \(y=x^4-8x^3+1\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có: \(y'=4x^3-24x^2\);
\(y'=0\Leftrightarrow x=0 ;\,x=6.\)
Bảng biến thiên:
Vậy hàm số đạt điểm cực tiểu tại điểm \(x=6\), \(y_{_{CT}}=-431\).
Câu 23:
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(y=x^4+3x^2+2\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \( y'=4x^{3}+6x\).
Suy ra \(y'=0\Leftrightarrow x=0\).
Ta có bảng biến thiên
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\), \(y_{_{CT}}=2\).
Câu 24:
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(y=4x^4+3x^2-5\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=4x^3+6x\).
\(y'=0\Leftrightarrow x=0\).
Bảng biến thiên
Vậy hàm số đạt cực tiểu tại điểm \(x=0\), \(y_{_{CT}}=-5\).
Câu 25:
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)=-x^4+2x^2-3\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(f'(x)=-4x^3+4x\)
\(f'(x)=0 \Leftrightarrow x=0;\,x= \pm 1.\)
Bảng biến thiên
Vậy hàm số đạt cực đại tại các điểm \(x=\pm 1\), \(y_{_{CD}}=-2\); đạt cực tiểu tại điểm \(x=0\), \(y_{_{CT}}=-3\).
Câu 26:
Xét chiều biến thiên và tìm các cực trị của hàm số \(y=x^4-2x^2-1\).
Tập xác định \(D=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=4x^3-4x\).
\(y'=0\Leftrightarrow 4x^3-4x=0\Leftrightarrow x=0;\,x=\pm 1\).
Bảng biến thiên
Hàm số đồng biến trên khoảng \(\left(-1;0 \right)\) và \(\left(1;+\infty \right)\).
Hàm số nghịch biến trên khoảng \(\left(-\infty;-1 \right)\) và \(\left(0;1 \right)\).
Hàm số đạt cực đại tại \(x=0\) và \(y_{CD}=-1\).
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=\pm 1\) và \(y_{CT}=-2\).
Câu 27:
Tìm cực trị của hàm số \(y=x^4-4x^2+2\).
Tập xác định của hàm số \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=4x^3-8x\); \(y'=0\Leftrightarrow x=0\) hoặc \(x=\pm\sqrt{2}\).
Lập bảng biến thiên của hàm số
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=-\sqrt{2}\) và \(x=\sqrt{2}\), \(y_{CT}=-2\).
Hàm số đạt cực đại tại \(x=0\) và \(y_{\text{CĐ}}=2\).
Câu 28:
Tìm cực trị của hàm số \(y=x^4-3 x^2+1\).
\(y=x^4-3 x^2+1\);
Ta có \(y'=4x^3-6x\). Khi đó \(y'=0\Leftrightarrowx=0;\,x=\pm\displaystyle\frac{\sqrt{6}}{2}.\)
Lập bảng biến thiên của hàm số:
Từ bảng biến thiên, ta có:
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=\pm\displaystyle\frac{\sqrt{6}}{2}\) và \(y_{\text{CT}}=y\left(\pm\displaystyle\frac{\sqrt{6}}{2}\right)=-\displaystyle\frac{5}{4}\).
Hàm số đạt cực đại tại \(x=0\) và \(y_{\text{CĐ}}=y(0)=1\).
Câu 29:
Tìm cực trị của hàm số \(y=x^4+2x^2-3\).
Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\).
Ta có: \(y'=4x^3+4x\);
\(y'=0\Leftrightarrow =4x^3+4x=0\Leftrightarrow x=0\).
Bảng biến thiên của hàm số như sau:
Vậy hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\).
Câu 30:
Tìm cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2-2x+3}{x-1}\).
\(y=\displaystyle\frac{x^2-2x+3}{x-1}\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{1\}\).
Ta có \(y'=\displaystyle\frac{x^2-2x-1}{(x-1)^2}\); \(y'=0\Leftrightarrow x=1+\sqrt{2}\) hoặc \(x=1-\sqrt{2}\).
Lập bảng biến thiên của hàm số
Hàm số đặt cực đại tại \(x=1-\sqrt{2}\) và \(y_{\text{CĐ}}=-2\sqrt{2}\) trên khoảng \((-\infty;1)\).
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=1+\sqrt{2}\) và \(y_{\text{CT}}=2\sqrt{2}\) trên khoảng \((1;+\infty)\).
Câu 31:
Xét chiều biến thiên và tìm các cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2+2x+2}{x+1}\).
Tập xác định \(D=\mathbb{R}\setminus \{-1\}\).
Ta có \(y'=\displaystyle\frac{(2x+2)(x+1)-(x^2+2x+2)}{(x+1)^2}=\displaystyle\frac{x^2+2x}{(x+1)^2}\).
\(y'=0\Leftrightarrow x=0;\,x=-2\) (thỏa mãn).
Bảng biến thiên
Hàm số đồng biến trên khoảng \(\left(-\infty;-2 \right)\) và \(\left(0;+\infty \right)\).
Hàm số nghịch biến trên khoảng \(\left(-2;-1 \right)\) và \(\left(-1;0 \right)\).
Hàm số đạt cực đại tại \(x=-2\) và \(y_{CD}=-2\). Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\) và \(y_{CT}=2\).
Câu 32:
Tìm cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2-8x+10}{x-2}\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus \{2\}\).
Ta có \(y=x-6-\displaystyle\frac{2}{x-2} \Rightarrow y'=1+\displaystyle\frac{2}{(x-2)^2}>0\), \(\forall x\in\mathscr{D}\).
Bảng biến thiên
Vậy hàm số không có cực trị.
Câu 33:
Xét tính đơn điệu và tìm điểm cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2-2x-7}{x-4}\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus \{4\}\).
Ta có \(y=x+2+\displaystyle\frac{1}{x-4} \Rightarrow y'=1-\displaystyle\frac{1}{(x-4)^2}=\displaystyle\frac{x^2-8x+15}{(x-4)^2}\);
\(y'=0 \Leftrightarrow x^2-8x+15=0 \Leftrightarrow x=3;\, x=5.\)
Bảng biến thiên
Vậy hàm số đồng biến trên \((-\infty;3)\) và \((5;+\infty)\), nghịch biến trên \((3;4)\) và \((4;5)\).
Hàm số đạt cực đại tại \(x=3\), \(y_{\text{CĐ}}=4\); hàm số đạt cực tiểu tại \(x=5\), \(y_{\text{CT}}=8\).
Câu 34:
Tìm cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^{2}-2 x+9}{x-2}\).
Tập xác định của hàm số là \(\mathbb{R}\setminus\{2\}\).
Ta có: \(y^{\prime}=\displaystyle\frac{(2 x-2)(x-2)-\left(x^{2}-2 x+9\right)}{(x-2)^{2}}=\displaystyle\frac{x^{2}-4 x-5}{(x-2)^{2}}\);
\(y^{\prime}=0 \Leftrightarrow x=-1\) hoặc \(x=5\).
Lập bảng biến thiên của hàm số:
Từ bảng biến thiên, ta có:
Hàm số đạt cực đại tại \(x=-1\) và \(y_{\text{CĐ}}=y(-1)=-4\).
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=5\) và \(y_{\text{CT}}=y(5)=8\).
Câu 35:
Tìm cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{-x^{2}+2 x-1}{x+2}\).
\(y=\displaystyle\frac{-x^2+2 x-1}{x+2}\);
Tập xác định của hàm số là \(\mathbb{R}\setminus \{-2\}\).
Ta có \(y'=\displaystyle\frac{-x^2-4x+5}{(x+2)^2}\).
\(y'=0 \Leftrightarrow x=1;\,x=-5.\)
Lập bảng biến thiên của hàm số:
Từ bảng biến thiên, ta có:
Hàm số đạt cực đại tại \(x=1\) và \(y_{\text{CĐ}}=y(1)=0\).
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=-5\) và \(y_{\text{CT}}=y(-5)=12\).
Câu 36:
Tìm các khoảng đơn điệu và cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{-x^2+2 x+2}{x+1}\).
Hàm số \(y=\displaystyle\frac{-x^2+2 x+2}{x+1}\) xác định với mọi \(x\in \mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\left\lbrace-1\right\rbrace\).
Ta có \(y'=\displaystyle\frac{-x^2-2x}{\left(x+1\right)^{2}}\).
\(y'=0\Leftrightarrow x=0;\,x=-2.\)
Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên, suy ra
+) \(x=0\) là điểm cực đại của hàm số, \(f_{\text{CĐ}}=2\)
+) \(x=-2\) là điểm cực tiểu của hàm số, \(f_{\text{CT}}=6\).
+) Hàm số đã cho đồng biến trên \(\left(-2;-1\right)\cup\left(-1;0\right)\), nghịch biến trên \(\left(-\infty;-2\right)\cup\left(0;+\infty\right)\).
Câu 37:
Tìm cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2+x+1}{x+1}\).
Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\setminus\{-1\}\).
Ta có: \(y'=\displaystyle\frac{x^2+2x}{(x+1)^2}\) với \(x\neq -1\);
\(y'= 0\Leftrightarrow x^2+2x=0\Leftrightarrow x=-2\) hoặc \(x=0\).
Bảng biến thiên của hàm số như sau:
Vậy hàm số đạt cực đại tại \(x=-2\) và đạt cực tiểu tại \(x=0\).
Câu 38:
Tìm cực trị của hàm số \(y=x-\displaystyle\frac{1}{x}\).
Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\setminus\{0\}\).
Ta có: \(y'=1+\displaystyle\frac{1}{x^2}>0,\,\forall x\neq 0\).
Bảng biến thiên của hàm số như sau:
Vậy hàm số không có cực trị.
Câu 39:
Tìm các khoảng đơn điệu và cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{3x}{x^2-9}\).
Hàm số \(y=\displaystyle\frac{3x}{x^2-9}\) xác định với mọi \(x\in\mathcal{D}=\mathbb{R}\setminus\left\lbrace\pm3\right\rbrace \).
Ta có \(y'=\displaystyle\frac{-3x^{2}-27}{\left(x^{2}-9\right)^{2}}< 0\) với mọi \(x\in \mathcal{D}\) nền hàm số đã cho không có điểm cực trị.
Câu 40:
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(y=\left|x\right|\).
Hàm số \(y=\left|x\right|\) xác định với mọi \(x\in\mathbb{R}\).
Khi \(x>0\), ta có \(y=x\) và \(y'=1\).
Khi \(x< 0\), ta có \(y=-x\) và \(y'=-1\).
Tại \(x = 0\), ta có giá trị nhỏ nhất của hàm số là \(y = 0\).\\ Vì vậy, ta có cực trị tại điểm \(x = 0\), với giá trị cực trị là \(y = 0\).
Câu 1:
Cho hàm số \(y=f\left(x\right)\) có đạo hàm là \(y'=f'\left(x\right)=x\left(x-1\right)^2\left(x+3\right),\forall x \in \mathbb{R}\). Xác định các khoảng đồng biến, nghịch biến và điểm cực trị của hàm số \(f\left(x\right)\) đã cho.
Ta có \(y'=f'\left(x\right)=0\Leftrightarrow x=0;\,x=1;\,x=-3.\)
Bảng biến thiên
Vậy hàm số đồng biến trên khoảng \(\left(-\infty,-3\right)\) và \(\left(0,+\infty\right)\), hàm số nghịch biến trên khoảng \(\left(-3,0\right)\).
Câu 2:
Biết hàm số \(f(x)\) có đạo hàm \(f'(x)=(x-1)x^2(x+1)^3(x+2)^4\) với mọi \(x\) thuộc \(\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow (x-1)x^2(x+1)^3(x+2)^4=0\Leftrightarrow x=-2;\,x=-1;\,x=0;\,x=1.\).
Bảng xét dấu \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại điểm \(x=-1\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=1\).
Câu 3:
Cho hàm số \(y=f(x)\) có đạo hàm \(f'(x)=\left(x^2-9\right)x^2\left(x-2\right)^3\left(x-1\right)^4\), \(\forall x\in \mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow x=3;\,x=-3;\,x=0;\,x=2;\,x=1.\)
Bảng xét dấu của \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại điểm \(x=2\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=-3\) và \(x=3\).
Câu 4:
Cho hàm số \(f(x)\) có đạo hàm \(f'(x)=x(x+1)^{2}(x-2)^{4}\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực tiểu của hàm số \(f(x)\).
Ta có bảng xét dấu của \(f'(x)\):
Vậy hàm số đạt cực tiểu tại điểm \(x=0\).
Câu 5:
Cho hàm số \(f(x)\) có đạo hàm \(f'(x)=(x^{2}-1)(x-\sqrt{3})^{2}\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow x=\pm 1;\,x=\sqrt{3}.\)
Bảng xét dấu \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại các điểm \(x=-1\) và \(x=\sqrt{3}\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=1\).
Câu 6:
Cho hàm số \(y=f(x)\) có đạo hàm \(f'(x)=(x-1)(x-2)^2 (x-3)^{4}\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có bảng xét dấu của \(f'(x)\).
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực tiểu tại điểm \(x=1\).
Câu 7:
Biết hàm số \(f(x)\) có đạo hàm là \(f'(x)=x^2(x+1)^2(2x-1)\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow x=0;\,x=-1;\,x=\displaystyle\frac{1}{2}.\)
Bảng xét dấu \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại điểm \(x=-1\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=\displaystyle\frac{1}{2}\).
Câu 8:
Biết hàm số \(f(x)\) có đạo hàm là \(f'(x)=x(x+1)^2(x-1)^3\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow x=0;\,x=-1;\,x=1.\)
Bảng xét dấu \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại điểm \(x=0\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=1\).
Câu 9:
Biết hàm số \(f(x)\) có đạo hàm là \(f'(x)=(1-x)(x-2)^2(x-3)^3(x-4)^4\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow x=1;\,x=2;\,x=3;\,x=4.\)
Bảng xét dấu \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại các điểm \(x=3\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=1\).
Câu 10:
Biết hàm số \(f(x)\) có đạo hàm \(f'(x)=(1-x)(x+3)^2(2-x)^4\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow x=1;\,x=-3;\,x=2.\)
Bảng xét dấu \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại điểm \(x=1\).
Câu 11:
Hàm số \(f(x)\) có đạo hàm \(f'(x) = x(-x-4)(x-1)^2(x-2)^3\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow x=0;\,x=-4;\,x=1;\,x=2.\)
Bảng xét dấu \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại các điểm \(x=-4\) và \(x=2\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=0\).
Câu 12:
Hàm số \(f(x)\) có đạo hàm \(f'(x) = (3-2x-x^2)(x^2-4)(x+2)\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow x=1;\,x=-3;\,x=\pm 2;\,x=-2.\)
Bảng xét dấu \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại các điểm \(x=-3\) và \(x=2\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=1\).
Câu 13:
Hàm số \(f(x)\) có đạo hàm \(f'(x) = (2-x^2)(x^2-4x+3)\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow x=\pm\sqrt{2};\,x=1;\,x=3.\)
Bảng xét dấu \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại các điểm \(x=1\) và \(x=3\), đạt cực tiểu tại các điểm \(x=\pm\sqrt{2}\).
Câu 1:
Cho hàm số \(y=f(x)\) xác định và có đạo hàm \(f'(x)\). Biết rằng hình vẽ dưới đây là đồ thị của hàm số \(f'(x)\). Tìm các khoảng đơn điệu và các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị của đạo hàm \(f'(x)\), ta có bảng biến thiên như sau:
Vậy hàm số \(y=f(x)\) nghịch biến trên \((-\infty;1)\), đồng biến trên \((1;+\infty)\); đạt cực tiểu tại \(x=1\).
Câu 2:
Cho hàm số \(y=f(x).\) Hàm số \(y=f'(x)\) có đồ thị trên một khoảng \(K\) như hình vẽ bên. Tìm các khoảng đơn điệu và các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị hàm số suy ra bảng biến thiên
Vậy hàm số \(y=f(x)\) nghịch biến trên \((-\infty;x_1)\) và \((x_2;+\infty)\), đồng biến trên \((x_1;x_2)\); đạt cực tiểu tại \(x=x_1\), đạt cực đại tại \(x=x_2\).
Câu 3:
Cho hàm số \(y = f(x)\) có đạo hàm liên tục trên \(\mathbb{R}\), đồ thị của hàm số \(y = f'(x)\) là đường cong ở hình bên. Tìm các khoảng đơn điệu và các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị hàm số \(y = f'(x)\) ta có bảng biến thiên
Vậy hàm số \(y=f(x)\) nghịch biến trên \((-\infty;-1)\) và \((2;3)\), đồng biến trên \((-1;2)\) và \((3;+\infty)\); đạt cực tiểu tại \(x=-1\) và \(x=3\), đạt cực đại tại \(x=2\).
Câu 4:
Tìm số điểm cực tiểu trên đoạn \([-2;4]\) của hàm số \(y=f(x)\) biết hàm số \(y=f'(x)\) có đồ thị như hình vẽ bên. Tìm các khoảng đơn điệu và các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Đồ thị ta thấy \(f'(x)=0\) có \(4\) nghiệm \(-2\), \(1\), \(2{,}5\) và \(4\).
Ta có bảng biến thiên như sau:
Vậy hàm số \(y=f(x)\) nghịch biến trên \((-\infty;-2)\) và \((2{,}5;4)\), đồng biến trên \((-2;2{,}5)\) và \((4;+\infty)\); đạt cực tiểu tại \(x=-2\) và \(x=4\), đạt cực đại tại \(x=2{,}5\).
Câu 5:
Cho hàm số \(y=f(x)\) liên tục trên đoạn \([0 ; 3]\) thoả mãn\\ \(f^{\prime}\left(\displaystyle\frac{1}{3}\right)=f^{\prime}(1)=f^{\prime}\left(\displaystyle\frac{5}{2}\right)=0\) và có đồ thị là đường cong như hình bên. Xác định các khoảng đơn điệu và tìm cực trị của hàm số đã cho trên khoảng \((0;3)\).
Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên, suy ra
+) \(x=1\) là điểm cực đại của hàm số.
+) \(x=\displaystyle\frac{1}{3}\), \(x=\displaystyle\frac{5}{2}\) là điểm cực tiểu của hàm số.
+) Hàm số đã cho đồng biến trên \(\left(\displaystyle\frac{1}{3};1\right)\), \(\left(\displaystyle\frac{5}{2};+\infty\right)\), nghịch biến trên \(\left(-\infty;\displaystyle\frac{1}{3}\right)\), \(\left(1;\displaystyle\frac{5}{2}\right)\).
Câu 6:
Cho hàm số \(y=f(x)\) xác định, liên tục trên \(\mathbb{R}\) và có đạo hàm \(f'(x)\). Biết rằng \(f'(x)\) có đồ thị như hình vẽ bên. Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Đồ thị hàm số cho ta bảng biến thiên như sau:
Từ đó ta có hàm số \(y=f(x)\) nghịch biến trên các khoảng \((0;+\infty)\) và \((-2;+\infty)\); Nghịch biến trên khoảng \((-3;-2)\).
Câu 1:
Cho hàm số \(y=f(x)\). Biết rằng hàm số \(y=f'(x)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\) và có đồ thị như hình vẽ bên. Tìm các điểm cực tiểu của hàm số \(g(x)=f(5-x^2)\).
Ta có \(g'(x)=-2x\cdot f'(5-x^2)\)
\begin{align*}g'(x)=0 \Leftrightarrow\ &x=0;\,5-x^2=-4;\,5-x^2=1;\,5-x^2=4\\ \Leftrightarrow\ &x=0;\,x^2=9;\,x^2=4;\,x^2=1\\ \Leftrightarrow\ &x=0;\,x=\pm 3;\,x=\pm 2;\,x=\pm 1.\end{align*}
Ta có \(g'(4)=-2\cdot 4f'(5-4^2)=-8f'(-9)>0\).
Bảng xét dấu của \(g'(x)\):
Vậy hàm số \(g(x)\) đạt cực tiểu tại các điểm \(x=-3\), \(x=-1\), \(x=1\), \(x=3\).
Câu 2:
Cho hàm số \(y=f(x)\) có bảng biến thiên như hình vẽ bên.
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f\left(x^2-2x+1\right)\).
Ta có \(g'(x)=(2x-2)f'(x^2-2x+1)\).
\begin{align*}g'(x)=0\Leftrightarrow\ &2x-2=0;\,f'(x^2-2x+1)=0\\ \Leftrightarrow\ &x=1;\,x^2-2x+1=-2;\,x^2-2x+1=1\quad (\text{bội chẵn})\\ \Leftrightarrow\ &x=1;\,x=-1;\,x=3;\,x=0\quad (\text{bội chẵn});\,x=2\quad (\text{bội chẵn}).\end{align*}
Và \(g'(4)=(2\cdot 4-2)f'(4^2-2\cdot4+1)=6f'(9)>0\).
Bảng biến thiên của hàm số \(g(x)\):
Vậy hàm số \(g(x)\) đạt cực tiểu tại các điểm \(x=-1\), \(x=3\); đạt cực đại tại điểm \(x=2\).
Câu 3:
Cho hàm số \(y=f(x)\) là hàm số bậc bốn và có bảng biến thiên như sau
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f(x^2-2x)\).
Ta có: \(g'(x)=(2x-2)f'(x^2-2x)\), do đó
\begin{align*}g'(x)=0\Leftrightarrow\ &2x-2=0 ;\,f'(x^2-2x)=0\\ \Leftrightarrow\ &x=1 ;\, x^2-2x=-2 ;\,x^2-2x=-1;\,x^2-2x=0\\ \Leftrightarrow\ &x=1 \text{(bội 3)};\,x=0 ;\,x=2.\end{align*}
Và \(g'(3)=(2\cdot3-2)f'(3^2-2\cdot3)=4f'(3)< 0\).
Bảng biến thiên của hàm \(g(x)\):
Vậy hàm số \(g(x)\) đạt cực đại tại các điểm \(x=0\) và \(x=2\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=1\).
Câu 4:
Cho hàm số \(y=f(x)\) có bảng biến thiên như hình vẽ bên.
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f\left(x^2+1 \right)\).
Ta có: \(g'(x)=2xf'(x^2+1)\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow 2x=0;\,f'(x^2+1)=0\) \(\Leftrightarrow x=0;\,x^2+1=-2;\,x^2+1=1\quad (\text{kép})\Leftrightarrow x=0;\,x=0\quad (\text{bội chẵn}).\)
Và \(g'(1)=2\cdot 1f'(1^2+1)=2f'(2)>0\).
Bảng biến thiên của \(g(x)\):
Vậy hàm số \(g(x)\) đạt cực tiểu tại điểm \(x=0\).
Câu 5:
Cho hàm số \(y=f(x)\) xác định và có đạo hàm trên \(\mathbb{R}\). Biết hàm số \(y=f'(x)\) liên tục và có đồ thị trên \(\mathbb{R}\) như trong hình vẽ bên. Tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f(x^2)\).
Ta có \(g'(x)=2xf'(x^2).\)
\(g'(x)=0 \Leftrightarrow x=0;\,f'(x^2)=0\) \(\Leftrightarrow x=0;\,x^2=-2;\,x^2=1\quad (\text{kép})\) \(\Leftrightarrow x=0;\,x=\pm1\quad (\text{kép}).\)
Và \(g'(2)=2\cdot2f'(2^2)=4f'(4)>0\).
Bảng biến thiên của \(g(x)\):
Vậy hàm số \(g(x)\) đạt cực tiểu tại điểm \(x=0\).
Câu 6:
Cho hàm số \(y=f\left( x \right)\). Đồ thị của hàm số \(y=f'\left( x \right)\) như hình dưới. Tìm các điểm cực đại của hàm số \(g\left(x\right)=f\left(x^2\right)\).
Ta có: \(g'(x)=2xf'(x^2)\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow x=0 ;\, f'(x^2)=0\) \(\Leftrightarrow x=0;\,x^2=-2;\,x^2=0\quad (\text{kép});\,x^2=1;\,x^2=3\) \(\Leftrightarrow x=0\quad (\text{bội lẻ});\,x=\pm 1;\,x=\pm \sqrt{3}.\)
\(g'(2)=2\cdot2f'(2^2)=4f'(4)>0\).
Bảng biến thiên của hàm số \(g(x)\):
Vậy hàm số \(g(x)\) đạt cực đại tại các điểm \(x=\pm 1\).
Câu 7:
Biết rằng hàm số \(f(x)\) có đồ thị được cho như hình vẽ bên. Tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f\left[f(x)\right]\).
Ta có \(g'(x)=f'(x)\cdot f'\left[f(x)\right]\), khi đó
\(g'(x)=0\Leftrightarrow f'(x)=0 ;\,f'\left[f(x)\right]=0\) \(\Leftrightarrow x=0 ;\, x=2 ;\, f(x)=0 ;\, f(x)=2\Leftrightarrow x=0 ;\, x=2 ;\, x=3;\, x=3{,}5.\)
Bảng biến thiên
Vậy hàm số \(g(x)\) đạt cực đại tại các điểm \(x=0\) và \(x=3\), đạt cực tiểu tại các điểm \(x=2\) và \(x=3{,}5\).
Câu 8:
Cho hàm số \(y=f(x)\) có đạo hàm trên \(\mathbb{R}\) và có bảng xét dấu \(f'(x)\) như hình bên.
Tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f(x^2-2x)\).
Ta có \(g'(x)=2(x-1)f'(x^2-2x)\).
\begin{align*}g'(x)=0\Leftrightarrow\ &x-1=0;\,x^2-2x=-2;\,x^2-2x=1\, (\text{kép});\,x^2-2x=3\\ \Leftrightarrow\ &x=1;\,x=1\pm\sqrt{2}\, \text{(kép)};\,x=-1;\,x=3.\end{align*}
Bảng xét dấu \(g'(x)\):
Vậy hàm số \(g(x)\) đạt cực đại tại \(x=-1\) và \(x=3\), đạt cực tiểu tại \(x=1\).
Câu 9:
Cho hàm số \( y=f(x)\). Biết rằng hàm số \( y=f'(x)\) liên tục trên và có đồ thị như hình vẽ bên. Tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f\left(5-x^2\right)\).
Ta có \(g'(x)=-2xf'(5-x^2)\).
\(g'(x)=0 \Leftrightarrow x=0;\,f'\left(5-x^2\right)=0\) \(\Leftrightarrow x=0;\,5-x^2=-4;\,5-x^2=1;\,5-x^2=4\) \(\Leftrightarrow x=0;\,x=\pm3;\,x=\pm2;\,x=\pm1.\)
\(g'(4)=-2\cdot 4f'(5-4^2)=-8f'(-11)>0\).
Bảng xét dấu của \(g'(x)\):
Câu 10:
Cho hàm số \(y = f(x)\) có đạo hàm trên \(\mathbb{R}\) và có đồ thị như hình vẽ bên. Xét tính đơn điệu và tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)= \left(f(x)\right)^2\).
Ta có: \(g'(x)=2f(x)\cdot f'(x)\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow f(x)=0;\,f'(x)=0\) \(\Leftrightarrow x=-1;\,x=1\, (\text{kép});\,x=4;\,x=0;\,x=1;\,x=3.\)
Bảng xét dấu của \(f'(x)\):
\(g'(5)=2f(5)\cdot f'(5)>0\) (do \(f(5)< 0\) và \(f'(5)< 0\)).
Bảng xét dấu của \(g'(x)\):
Câu 11:
Cho hàm số \(y = f(x)\) có đạo hàm trên \(\mathbb{R}\) và có đồ thị như hình vẽ bên. Xét tính đơn điệu và tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f\left[f(x)\right]\).
Ta có: \(g'(x)=f'(x)\cdot f'\left[f(x)\right]\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow f'(x)=0;\,f'\left[f(x)\right]=0\) \(\Leftrightarrow x=0;\,x=1;\,x=3;\,f(x)=0;\,f(x)=1;\,f(x)=3\) \(\Leftrightarrow x=0;\,x=1;\,x=3;\,x=-1\, \vee\, x=1\, (\text{kép})\,\vee\, x=4{,}5;\,x=0\, (\text{kép})\,\vee\, x=2\,\vee\, x=4;\,\text{vô nghiệm}.\)
Bảng xét dấu của \(f'(x)\):
\(g'(5)=f'(5)\cdot f'(f(5))< 0\) (vì \(f'(5)< 0\) và \(f(5)< 0\Rightarrow f'(f(5))>0\)).
Bảng xét dấu của \(g'(x)\):
Câu 12:
Cho hàm số \(y=f(x)\) có đạo hàm liên tục trên \(\mathbb{R}\) và có đồ thị hàm số \(y=f'(x)\) như hình vẽ bên. Xét tính đơn điệu và tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f\left(2x^2+x\right)\).
Ta có \(g'(x)=(4x+1)f'(2x^2+x)\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow 4x+1=0;\, f'(2x^2+x)=0\) \(\Leftrightarrow x=-\displaystyle\frac{1}{4};\,2x^2+x=-2\, (\text{kép});\,2x^2+x=0;\,2x^2+x=2\, (\text{kép})\) \(\Leftrightarrow x=-\displaystyle\frac{1}{4};\,x=0;\, x=-\displaystyle\frac{1}{2};\,x=\displaystyle\frac{-1\pm\sqrt{17}}{4}\, (\text{kép}).\)
Từ đó ta có bảng xét dấu sau:
Câu 1:
Cho hàm số \(y = f(x)\) xác định và liên tục trên \(\mathbb{R}\), có đồ thị \(f'(x)\) như hình vẽ. Xét tính đơn điệu và tìm các điểm cực tiểu của hàm số \(g(x)=f(x)+x\).
Ta có \(g'(x) = f'(x) + 1\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow f'(x)=-1.\)
Đây là phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị \(y=f'(x)\) và đường thẳng \(y=-1\).
Dựa vào đồ thị ta thấy phương trình có ba nghiệm \(x=0\) (kép), \(x=1\) và \(x=2\).
Bảng xét dấu của \(g'(x)\):
Câu 2:
Cho hàm số \(y=f(x)\) có đạo hàm liên tục trên \(\mathbb{R}\) và đồ thị của hàm số \(y=f'(x)\) như hình vẽ sau. Xét tính đơn điệu và tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f(x)+2x\).
Ta có \(g'(x)=f'(x)+2\);
\(g'(x)=0 \Leftrightarrow f'(x)=-2.\)
Đây là phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị \(y=f'(x)\) và đường thẳng \(y=-2\).
Dựa vào đồ thị ta thấy phương trình có hai nghiệm \(x=-1\) (kép) và \(x=2\).
\(g'(3)=f'(3)+2< 0\).
Bảng xét dấu của \(g'(x)\):
Câu 3:
Cho hàm số \(y=f(x)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\). Biết rằng đồ thị của hàm số \(y=f'(x)\) được cho bởi hình vẽ bên. Xét tính đơn điệu và tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f(x)-\displaystyle\frac{x^2}{2}\).
Ta có: \(g'(x)=f'(x)-x\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow f'(x)=x\).
Đây là phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị \(y=f'(x)\) và đường thẳng \(y=x\).
Dựa vào đồ thị ta thấy phương trình có hai nghiệm \(x=-1\), \(x=0\) và \(x=2\).
Bảng xét dấu của \(g'(x)\):
Câu 4:
Cho hàm số \(y=f(x)\) với đạo hàm \(f'(x)\) có đồ thị như hình vẽ. Xét tính đơn điệu và tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f(x)-\displaystyle\frac{x^3}{3}+x^2-x+2\).
Có \(g'(x)=f'(x)-x^2+2x-1\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow f'(x)=x^2-2x+1\).
Đây là phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị \(y=f'(x)\) và parabol \(y=x^2-2x+1\).
Dựa vào đồ thị ta thấy phương trình có hai nghiệm \(x=0\), \(x=1\) và \(x=2\).
Bảng xét dấu của \(g'(x)\):
Câu 5:
Cho hàm số \(y = f(x)\) có đạo hàm liên tục trên \(\mathbb{R}\) và có đồ thị của hàm số \(y = f'(x)\) như hình vẽ. Đặt \(g(x)=3f(x)+x^3-3x^2\). Xét tính đơn điệu và tìm các điểm cực trị của hàm số \(y = g(x)\).
Ta có: \(g'(x)=3f'(x)+3x^2-6x\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow f'(x)=-x^2+3x\).
Đây là phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị \(y=f'(x)\) và parabol \(y=-x^2+3x\).
Dựa vào đồ thị ta thấy phương trình có hai nghiệm \(x=0\) và \(x=2\).
Bảng biến thiên
Câu 6:
Cho hàm số \(y=f(x)\) có đạo hàm liên tục trên \(\mathbb{R}\), hàm số \(y=f'(x)\) có đồ thị như hình bên. Xét tính đơn điệu và tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=f(x)-x^2\).
Ta có: \(g'(x) = f'(x) -2x\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow f'(x)=2x\).
Đây là phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị \(y=f'(x)\) và đường thẳng \(y=2x\).
Dựa vào đồ thị ta thấy phương trình có bốn nghiệm \(x=-2\), \(x=-1\), \(x=1\) và \(x=2\).
Bảng xét dấu của \(g'(x)\):
Câu 7:
Cho hàm số \(y=f(x)\) có đồ thị của hàm số \(y=f'(x)\) như hình bên. Xét tính đơn điệu và tìm các điểm cực trị của hàm số \(g(x)=2f(x)+x^2+2x-1\).
Ta có \(g'(x)=2f'(x)+2x+2=0\).
\(g'(x)=0\Leftrightarrow f'(x)=-x-1\).
Đây là phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị \(y=f'(x)\) và đường thẳng \(y=-x-1\).
Dựa vào đồ thị ta thấy phương trình có các nghiệm \(x=-3\), \(x=1\) và \(x=3\).
Bảng xét dấu của \(g'(x)\):
Câu 1:
Tìm tất cả các giá trị của tham số \(m\) để hàm số \(y=\displaystyle\frac{1}{3}x^3-mx^2+5mx-1\) không có cực trị.
Ta có \(y'=x^2-2mx+5m\).
Hàm số không có cực trị khi \(\Delta' \leq 0 \Leftrightarrow 0 \leq m \leq 5.\)
Câu 2:
Tìm tất cả các giá trị của tham số \(m\) để hàm số \(y=\displaystyle\frac{1}{3}(m+1)x^3-x^2+(2m+1)x+3\) có cực trị.
+) Xét \(m=-1\), ta có \(y=-x^2-x+3\) là hàm bậc hai có đồ thị là đường parabol có một cực trị là đỉnh của parabol. Vậy \(m=-1\) (nhận).
+) Xét \(m\ne -1\), ta có \(y'=(m+1)x^2-2x+2m+1\).
Để hàm số có cực trị thì
\[\left\{\begin{aligned} &a\ne 0\\ &\Delta_{y'}>0 \end{aligned} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{aligned} &m+1\ne 0\\ & 1-(m+1)(2m+1)>0 \end{aligned} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{aligned} &m\ne -1\\ &-2m^2-3m>0 \end{aligned} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{aligned} & m\ne -1\\ &-\displaystyle\frac{3}{2}< m< 0.\end{aligned} \right.\]
Câu 3:
Tìm \(m\) để hàm số \(y = m x^3 - 2mx^2 + 3x - 1\) có cực đại và cực tiểu.
Ta thấy \(m = 0\) hàm số suy biến thành \( y = 3x - 1 \) không có cực trị.
Hàm số có cực đại và cực tiểu
\[\Leftrightarrow \begin{cases} m \neq 0\\ 4m^2 -9m > 0\end{cases} \Leftrightarrow m< 0 \lor m > \displaystyle\frac{9}{4}.\]
Câu 4:
Tìm tham số \(m\) để hàm số \( y=\displaystyle\frac{1}{3}x^{3}-mx^{2}+(m+2)x+2 \) không có cực trị.
Ta có \(y'=x^2-2mx+m+2\).
Để hàm số không có cực trị thì
\[\Delta'\leq 0\Leftrightarrow m^{2}-m-2\leq 0\Leftrightarrow -1\leq m\leq 2.\]
Câu 5:
Tìm tất cả các giá trị của tham số \(m\) để hàm số \(y=x^3-x^2+mx-5\) có cực trị.
Ta có \(y'=3x^2-2x+m\).
Để hàm số có cực trị thì \(y'=0\) có hai nghiệm phân biệt
\(\Leftrightarrow\Delta'>0\Leftrightarrow1-3m>0\Leftrightarrow m< \displaystyle\frac{1}{3}\).
Câu 6:
Tìm tất cả các giá trị của số tự nhiên \(m\) \((m< 5)\) để hàm số \(y=x^3-mx+1\) có hai điểm cực trị.
Ta có: \(y'=3x^2-m\).
Hàm số có 2 điểm cực trị \(\Leftrightarrow y'=0\) có 2 nghiệm phân biệt
\(\Leftrightarrow 3x^2-m=0\) có 2 nghiệm phân biệt \(\Leftrightarrow m>0\).
Vậy \(0< m< 5\) mà \(m\in\mathbb{N}\).
Do đó, \(m\in\{1;2;3;4\}\).
Câu 7:
Tìm tất cả các giá trị thực của tham số \(m\) để hàm số \(y=\displaystyle\frac{1}{3}x^3-mx^2+(m+2)x+3\) có đúng hai điểm cực trị.
Hàm số có đạo hàm \(y'=x^2-2mx+m+2\).
Hàm số có hai điểm cực trị
\(\Leftrightarrow m^2-m-2>0\Leftrightarrow m\in\left(-\infty; -1\right)\cup\left(2;\infty\right)\).
Câu 8:
Cho hàm số \(y=\displaystyle\frac{1}{3}(m^2-1)x^3+(m+1)x^2+3x+5\) với \(m\) là tham số thực. Tìm tất cả các giá trị của \(m\) để hàm số có hai điểm cực trị.
\(y'=(m^2-1)x^2+2(m+1)x+3\).
Hàm số \(y=\displaystyle\frac{1}{3}(m^2-1)x^3+(m+1)x^2+3x+5\) có hai điểm cực trị khi và chỉ khi
\(\begin{cases}m^2-1\ne 0\\ \Delta '>0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases}m\ne \pm 1\\ (m+1)^2-3(m^2-1)>0\end{cases}\Leftrightarrow \begin{cases}m\ne \pm 1\\-2m^2+2m+4>0\end{cases}\Leftrightarrow \begin{cases}m\ne \pm 1\\-1< m< 2.\end{cases}\)
Câu 9:
Tìm \(m\) để đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{1}{3}mx^3+(2m^2-1)x^2+(m-1)x-m^3\) có các điểm cực trị nằm về hai phía của trục tung.
Ta có \(y'=mx^2+2\left(2m^2-1\right)x+m-1\).
Đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{1}{3}mx^3+(2m^2-1)x^2+(m-1)x-m^3\) có hai điểm cực trị nằm về hai phía của trục tung khi và chỉ khi phương trình \(y'=0\) có hai nghiệm trái dấu.
\(\Leftrightarrow m(m-1)< 0\Leftrightarrow 0< m< 1\).
Câu 10:
Tìm tất cả các giá trị của \(m\) để hàm số \(y=x^3-3x+m\) có cực đại, cực tiểu sao cho giá trị cực đại và giá trị cực tiểu trái dấu.
\(y'=3x^2-3\), \(y'=0\Leftrightarrow x=\pm 1\).
Suy ra hàm số luôn có cực đại, cực tiểu.
Theo bà ra ta có \(y(1)\cdot y(-1)< 0\Leftrightarrow (m-2)(m+2)< 0\Leftrightarrow -2< m< 2\).
Câu 11:
Tìm tất cả giá trị thực của tham số \(m\) để hàm số \(y=x^3-mx^2+(m+6)x-m\) có điểm cực trị.
Ta có \(y'=3x^2-2mx+m+6=0\).
Hàm số \(y=x^3-mx^2+(m+6)x-m\) có điểm cực trị khi và chỉ khi \( y'=0\) có hai nghiệm phân biệt
\(\Leftrightarrow {\Delta}'>0 \Leftrightarrow m^2-3(m+6)>0 \Leftrightarrow m^2-3m-18>0 \Leftrightarrow \left[\begin{aligned}&m< -3 \\ &m>6.\end{aligned}\right.\)
Câu 12:
Tìm tất cả giá trị của tham số \(m\) để đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{1}{3}x^3-(m-2)x^2+(m-2)x+\displaystyle\frac{1}{3}m^2\) có hai điểm cực trị nằm về hai phía của trục tung.
Ta có \(y' = x^2 - 2(m-2)x+m-2\).
Để đồ thị hàm số đã cho có hai điểm cực trị nằm về hai phía của trục tung thì phương trình \(y'=0\) có hai nghiệm \(x_1\), \(x_2\) trái dấu.
Điều này tương đương với \(x_1x_2 < 0 \Leftrightarrow m - 2 < 0 \Leftrightarrow m < 2\).
Câu 13:
Tìm tất cả các giá trị của tham số \(m\) để giá trị cực tiểu của hàm số \(y=x^3-3x^2+m^2+2m\) bằng \(-4\).
Ta có \(y'=3x^2-6x=0 \Leftrightarrow x=0 ;\,x=2.\)
\(y''=6x-6\) suy ra \(y''(0)=-6< 0; y''(2)=6>0\).
Do đó, hàm số đạt cực tiểu tại \(x=2\).
Giá trị cực tiểu là \(y(2)=m^2+2m-4\).
Để giá trị cực tiểu bằng \(-4\) thì \(m^2+2m-4=-4 \Leftrightarrow m=0;\, m=-2.\)
Câu 14:
Cho hàm số \(y=(m-1)x^4-(2m-3)x^2+1\). Tìm tất cả các giá trị của \(m\) để hàm số có một điểm cực tiểu.
Ta có \(y'=4(m-1)x^3-2(2m-3)x=2x\left[2(m-1)x^2-(2m-3)\right]\). Xét các trường hợp
+) Với \(m-1=0\Leftrightarrow m=1\Rightarrow y=x^2+1\) có một điểm cực tiểu (thỏa mãn).
+) \(\begin{cases} (m-1)\cdot[-(2m-3)]\ge 0\\ m-1>0\end{cases}\Leftrightarrow 1< m\le \displaystyle\frac{3}{2}\).
+) \(\begin{cases} (m-1)\cdot[-(2m-3)]< 0\\ 1 m-1< 0\end{cases}\Leftrightarrow m< 1\)
Vậy \(m\le\displaystyle\frac{3}{2}\) thì thỏa yêu cầu đề bài.
Câu 15:
Tất cả các giá trị của tham số thực \(m\) để hàm số \(y=x^4-2mx^2+3\) có \(3\) cực trị là
Ta có \(y'=4x^3-4mx=4x(x^2-m)\);
\(y'=0 \Leftrightarrow x=0;\\,x^2=m\).
Hàm số đã cho có ba điểm cực trị khi và chỉ khi \(y'\) đổi dấu \(3\) lần \(\Leftrightarrow m>0\).
Câu 16:
Tìm tất cả các giá trị của tham số \(m\) để hàm số \(y=mx^4+(m-1)x^2+1-2m\) có \(3\) điểm cực trị.
Ta có \(y'=4mx^3+2(m-1)x =2x(2mx^2+m-1)\).
\(y'=0 \Leftrightarrow x=0;\\,2mx^2=1-m \quad (1).\)
Hàm số có \(3\) điểm cực trị khi và chỉ khi phương trình \((1)\) có \(2\) nghiệm phân biệt khác \(0\)
\(\Leftrightarrow \displaystyle\frac{1-m}{2m}>0 \Leftrightarrow 0< m< 1\).
Câu 17:
Cho hàm số \(y=(m+1)x^4-(m-1)x^2+1\). Tìm tất cả các giá trị của \(m\) để hàm số có một điểm cực đại mà không có điểm cực tiểu.
+) Với \(m=-1\) hàm số có dạng: \(y=2x^2+1\).
\(y'=2x\); \(y''=2>0\), \(\forall x\in\mathbb{R}\).
\(y'=0 \Leftrightarrow x=0\).
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\) \(\Rightarrow m=-1\) (loại).
+) Với \(m\ne -1\) để hàm số có một cực đại không có cực tiểu thì
\(\begin{cases}-(m+1)(m-1)\ge 0\\ m+1< 0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases}-1\le m\le 1\\ m< -1\end{cases} \Leftrightarrow m\in \varnothing.\)
Câu 18:
Tìm tất cả các giá trị của tham số \(m\) để hàm số \(y=x^4-2(m+1)x^2-3\) có \(3\) cực trị.
Hàm số \(y=ax^4+bx^2+c\) có \(3\) điểm cực trị khi và chỉ khi \(ab< 0\).
Do đó để hàm số có \(3\) điểm cực trị thì \(m+1>0\Leftrightarrow m>-1\).
Câu 19:
Tìm tất cả giá trị của tham số \(m\) để hàm số \(y=mx^4+(m^2-9)x^2+1\) có hai điểm cực đại và một điểm cực tiểu.
Ta có \(y'=4mx^3+2(m^2-9)x=2x(mx^2+m^2-9)\).
Yêu cầu bài toán
\(\Leftrightarrow \left\{\begin{aligned}&m< 0\\&\displaystyle\frac{-m^2+9}{m}>0\\\end{aligned} \right. \Leftrightarrow \left\{\begin{aligned}&m< 0\\&-m^2+9< 0\\\end{aligned} \right. \Leftrightarrow \left\{\begin{aligned}&m< 0\\& m< -3;\,m>3\end{aligned}\right. \Leftrightarrow m< -3\).
Câu 20:
Cho hàm số \(y=mx^4+(m^2-9)x^2+8\). Với giá trị nào của tham số \(m\) thì hàm số đã cho có ba cực trị?
Hàm số đã cho có \(3\) cực trị khi
\begin{eqnarray*}& & m\cdot(m^2-9)< 0\\& \Leftrightarrow & m< -3 \text{ hoặc }0< m< 3.\end{eqnarray*}
Câu 21:
Cho hàm số \(y=mx^4+(2m+1)x^2+1\). Tìm tất cả các giá trị thực của tham số \(m\) để hàm số đã cho có đúng một điểm cực tiểu.
+) Với \(m=0\) hàm số có 1 cực tiểu.
+) Với \(m>0\), hàm số có 1 cực tiểu khi và chỉ khi có 1 cực trị, khi \(2m+1\ge0\Leftrightarrow m\ge-\displaystyle\frac{1}{2}\), vậy \(m>0\) thỏa mãn.
+) Với \(m< 0\), hàm số chỉ có 1 cực tiểu khi có 3 cực trị, khi \(m>-\displaystyle\frac{1}{2}\).
Vậy hàm số đã cho có đúng một điểm cực tiểu khi và chỉ khi \(m>-\displaystyle\frac{1}{2}\).
Câu 22:
Cho hàm số \(f(x)=x^4+4mx^3+3\left(m+1\right)x^2+1\). Tìm tất cả các giá trị của \(m\) để hàm số có cực tiểu mà không có cực đại.
Ta có : \(f'(x)=4x^3+12mx^2+6\left(m+1\right)x=2x\left[2x^2+6mx+3\left(m+1\right)\right]\).
\(f'(x)=0\Leftrightarrow x=0;\, g(x)=2x^2+6mx+3\left(m+1\right) =0 \ (1)\).
+) Trường hợp 1: \((1)\) vô nghiệm hoặc có nghiệm kép khi và chỉ khi \(\displaystyle\frac{1-\sqrt 7}{2}\leq m\leq \displaystyle\frac{1+\sqrt 7}{2}\).
+) Trường hợp 2: \((1)\) có \( 2 \) nghiệm phân biệt trong đó có một nghiệm bằng \( 0 \), suy ra \(m=-1\).
Vì \(m\in\mathbb{Z}\Rightarrow m\in\left\{-1;0;1\right\}\) hay \(S=\left\{-1;0;1\right\}\).
Câu 23:
Tìm tất cả các giá trị thực của tham số \(m\) để hàm số \(y= - (m - 1)x^4 + 2(m - 3)x^2 + 5\) không có cực tiểu.
+) TH 1\(\colon a=0 \Leftrightarrow m = 1 \Rightarrow y = -4x^2+5\) đồ thị là parabol có bề lõm hướng xuống nên chỉ có một cực đại \( \Rightarrow m =1 \) (nhận).
+) TH 2\(\colon a \ne 0 \)
YCBT \( \Leftrightarrow \begin{cases} a< 0 \\ ab \ge 0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} -\left( m-1\right) < 0 \\ -2\left( m-1\right) \left( m-3\right) \ge 0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} m< 1 \\ 1 \le m \le 3\end{cases} \Leftrightarrow 1 < m \le 3\).
+) Từ TH 1 và TH 2 ta suy ra \( 1 \le m \le 3 \).
Câu 24:
Hàm số \(f(x)\) có đạo hàm \(f'(x) = (x^2+x-2)(4-x^2)\), \(\forall x\in\mathbb{R}\). Tìm các điểm cực trị của hàm số \(f(x)\).
Ta có \(f'(x)=0\Leftrightarrow x=1;\,x=-2;\,x=\pm 2.\)
Bảng xét dấu \(f'(x)\):
Vậy hàm số \(f(x)\) đạt cực đại tại điểm \(x=2\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=1\).
Câu 1:
Giả sử chi phí (tính bằng trăm nghìn đồng) để sản xuất \(x\) đơn vị hàng hoá nào đó là: \(C(x)=23\,000+50 x-0{,}5x^2+0{,}00175x^3.\)
a) Tìm hàm chi phí biên.
b) Tìm \(C'(100)\) và giải thích ý nghĩa của nó.
c) So sánh \(C'(100)\) với chi phí sản xuất đơn vị hàng hoá thứ 101.
a) Hàm chi phí biên là \(C'(x)=0{,}00525x^2-x+50\).
b) Ta có \(C'(100)=0{,}00525\cdot 100^2-100+50=2{,}5\) (trăm nghìn đồng).
Chi phí biên tại \(x=100\) là \(250\,000\) đồng, nghĩa là chi phí để sản xuất thêm một đơn vị hàng hóa tiếp theo (đơn thứ \(101\)) là khoảng \(250\,000\) đổng.
c) Chi phí sản xuất đơn hàng thứ \(101\) là
\(C(101)-C(100)=24\,752{,}52675-24\,750=2{,}52675\) (trăm nghìn đồng)
Giá trị này xấp xỉ với chi phí biên \(C'(100)\) đã tính ở câu trên.
Câu 2:
Giả sử một hạt chuyển động trên một trục thẳng đứng chiều dương hướng lên trên sao cho toạ độ của hạt (đơn vị: mét) tại thời điểm \(t\) (giây) là \(y=t^3-12t+3, t \geq 0\).
a) Tìm các hàm vận tốc và gia tốc.
b) Khi nào thì hạt chuyển động lên trên và khi nào thì hạt chuyển động xuống dưới?
c) Tìm quãng đường hạt đi được trong khoảng thời gian \(0\leq t \leq 3\).
d) Khi nào hạt tăng tốc? Khi nào hạt giảm tốc?
a) Vận tốc của hạt chuyển động là \(v(t)=y'=3t^2-12\).
Gia tốc của hạt chuyển động là \(a(t)=v'(t)=6t\).
b) Vận chuyển động đi lên khi \(v(t)\ge0 \Leftrightarrow t\ge 2\).
Vận chuyển động đi xuống khi \(v(t)\le 0\Leftrightarrow 0\le t\le 2\).
c) Khi \(0\le t\le 2\), vật đi xuống nên quãng đường đi được trong khoảng thời gian \(0\le t \le 2\) là \(\)y(0)-y(2)=16.\(\)
Khi \(2\le t\le 3\), vật đi lên nên quãng đường đi được là trong khoảng thời gian \(2\le t \le 3\) là \(\)y(3)-y(2)=7.\(\)
Do đó quãng đường đi được trong khoảng thời gian \(0\le t \le 3\) là \(23\) m.
d) Hạt tăng tốc khi \(a(t)\ge 0 \Leftrightarrow t\ge 0\), hạt giảm tốc khi \(a(t)\le0 \Leftrightarrow t \le 0\).
Câu 3:
Dân số của một quốc gia sau \(t\) (năm) kể từ năm \(2023\) được ước tính bởi công thức \(N(t)=100\mathrm{e}^{0, 012t}\) (\(N(t)\) được tính bằng triệu người, \(0\le t\le 50\)).
a) Ước tính dân số của quốc gia này vào các năm \(2030\) và \(2035\) (kết quả tính bằng triệu người, làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ ba).
b) Xem \(N(t)\) là hàm số của biến số \(t\) xác định trên đoạn \(\left[0;50\right]\). Xét chiều biến thiên của hàm số \(N(t)\) trên đoạn \(\left[0;50\right]\).
c) Đạo hàm của hàm số \(N(t)\) biểu thị tốc độ tăng dân số của quốc gia đó (tính bằng triệu người/ năm). Vào năm nào tốc độ tăng dân số của quốc gia đó là \(1{,}6\) triệu người/ năm?
a) Dân số của quốc gia vào năm \(2030\) là \(N(7)=100\mathrm{e}^{0{,}012\cdot ^7}=100\mathrm{e}^{0{,}084}=108{,}763\) (triệu người).
Dân số của quốc gia vào năm \(2035\) là \(N(12)=100 \mathrm{e}^{0{,}012 \cdot 12}=100 \mathrm{e}^{0{,}144}=115,488\) (triệu người).
b) Trên đoạn \(\left[0;50\right]\) ta có \(N'(t)=0{,}012\cdot 100 \mathrm{e}^{0{,}012t}=1,2 \mathrm{e}^{0{,}012t}>0\) với mọi \(t \in \left[0;50\right]\).
Do đó, hàm số \(N(t)\) đồng biến trên đoạn \(\left[0;50\right]\).
c) Ta có \(N'(t)=1{,}2 \mathrm{e}^{0{,}012t}\).
Với tốc độ tăng dân số của quốc gia đó là \(1,6\) triệu người/năm ta có
\(1{,}6=1{,}2\mathrm{e}^{0{,}012t}\Leftrightarrow{\mathrm{e}^{0{,}012t}}=\displaystyle\frac{4}{3}\Leftrightarrow t=\displaystyle\frac{250\ln \displaystyle\frac{4}{3}}{3}\approx 23{,}97\).
Vậy vào năm \(2046\) thì tốc độ tăng dân số của quốc gia đó là \(1{,}6\) triệu người/ năm.
Câu 4:
Giả sử doanh số (tính bằng sản phẩm) của một sản phẩm mới (trong một năm nhất định) tuân theo quy luật logistic được mô hình hóa bằng hàm số \(f(t)=\displaystyle\frac{5000}{1+5e^{-t}},\, t\ge0\), trong đó thời gian \(t\) được tính bằng năm, kể từ khi phát hành sản phẩm mới. Khi đó đạo hàm \(f'(t)\) biểu thị tốc độ bán hàng. Hỏi sau khi phát hành bao nhiêu năm thì tốc độ bán hàng là lớn nhất?
Gọi \(g(t)\) là hàm tốc độ bán hàng.
Khi đó \(g(t)=f'(t)=\displaystyle\frac{25\,000e^{-t}}{(1+5e^{-t})^2}\), \(t\ge0\).
Ta có \(g'(t)=\displaystyle\frac{25\,000e^{-t}(1+5e^{-t})(5e^{-t}-1)}{(1+5e^{-t})^4}\); \(g'(t)=0\Leftrightarrow t=-\ln{\displaystyle\frac{1}{5}}=\ln5\).
Bảng biến thiên hàm số
Hàm số đạt cực đại tại \(t=-\ln{\displaystyle\frac{1}{5}}\approx1{,}6\).
Vậy sau khi phát hành \(1{,}6\) năm thì tốc độ bán hàng là lớn nhất.
Câu 5:
Người quản lí của một khu chung cư có \( 100 \) căn hộ cho thuê nhận thấy rằng tất cả các căn hộ sẽ có người thuê nếu giá thuê một căn hộ là \( 8 \) triệu đồng một tháng. Một cuộc khảo sát thị trường cho thấy rằng, trung bình cứ mỗi lần tăng giá thuê căn hộ thêm \( 100 \) nghìn đồng thì sẽ có thêm một căn hộ bị bỏ trống. Người quản lí nên đặt giá thuê mỗi căn hộ là bao nhiêu để doanh thu là lớn nhất?
Gọi \( x \) là số lần tăng giá \((0
Mỗi lần tăng giá thì số căn hộ cho thuê là \( 100 - x \) (căn).
Số tiền thuê căn hộ sau mỗi lần tăng là \(8\,000\,000+100\,000x\) đồng.
Khi đó tổng số tiền cho thuê căn hộ 1 tháng là:
\begin{align*}y&=(8\,000\,000+100\,000 x)(100-x) \\ & =800\,000\,000-8\,000\,000 x+10\,000\,000 x-100\,000 x^2 \\ & =800\,000\,000+2\,000\,000 x-100\,000 x^2.\end{align*}
Bài toán trở thành tìm \(x\) để \(y\) lớn nhất.
Ta có
\(y'=-200\,000 x+2\,000\,000; \quad y'=0 \Leftrightarrow x=10.\)
Bảng biến thiên
Dựa vào bảng biến thiên ta thấy doanh thu lớn nhất khi người quản lí đặt giá thuê căn hộ là \(8\,000\,000+10 \cdot 100\,000 = 9\,000\,000\) (đồng).
Câu 6:
Trong \(5\) giây đầu tiên, một chất điểm chuyển động theo phương trình \(\)s(t)=-t^3+6t^2+t+5,\(\) trong đó \(t\) tính bằng giây và \(s\) tính bằng mét. Chất điểm có vận tốc tức thời lớn nhất bằng bao nhiêu trong \(5\) giây đầu tiên đó?
Xét hàm số \(s(t)=-t^3+6t^2+t+5\), trên đoạn \(\left[0;5\right]\).
Đạo hàm \(s'(t)=-3t^2+12t+1.\)
Cho \(s'(t)=0 \Leftrightarrow -3t^2+12t+1=0 \Leftrightarrow x=\displaystyle\frac{6+\sqrt{39}}{3}\in[0;5]\) hoặc \(x=\displaystyle\frac{6-\sqrt{39}}{3}\notin[0;5].\)
Các giá trị \(f(0)=5\), \(f\left(\tfrac{6+\sqrt{39}}{3}\right)\approx41{,}04\), \(f(5)=35\).
So sánh các giá trị, ta có \(\max\limits_{[0;5]}f(x)\approx41{,}04\), \(\min\limits_{[0;5]}f(x)=5\).
Câu 7:
Người ta bơm xăng vào bình xăng của một xe ô tô. Biết rằng thể tích \(V\) (lít) của lượng xăng trong bình xăng tính theo thời gian bơm xăng \(t\) (phút) được cho bởi công thức \(V(t)=300(t^2-t^3)+4\) với \(0\le t\le 0{,}5.\)
a) Ban đầu trong bình xăng có bao nhiêu lít xăng?
b) Sau khi bơm \(30\) giây thì bình xăng đầy. Hỏi dung tích của bình xăng trong xe là bao nhiêu lít?
c) Khi xăng chảy vào bình xăng, gọi \(V(t)\) là tốc độ tăng thể tích tại thời điểm \(t\) với \(0\le t\le 0{,}5\). Xăng chảy vào bình xăng ở thời điểm nào có tốc độ tăng thể tích là lớn nhất?
a) Số xăng trong bình ban đầu là \(V(0)=4\) lít.
b) Dung tích bình xăng \(V=V\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)=41{,}5\) lít.
c) Xét hàm số \(V(t)=300(t^2-t^3)+4 \text{ với } 0\le t\le 0{,}5.\)
Đạo hàm \(V'(t)=300t(2-3t)\).
Cho \(V'(t)=0 \Leftrightarrow 300t(t-3t)=0 \Leftrightarrow t=0\in[0;0{,}5]\) hoặc \(t=\displaystyle\frac{2}{3}\notin[0;0{,5}].\)
Các giá trị \(V(0)=4\), \(V\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)=41{,}5\).
Xăng chảy vào bình xăng vào thời điểm ở giây thứ \(30\) có tốc độ tăng thể tích là lớn nhất.
Câu 8:
Một mảnh vườn hình chữ nhật có diện tích bằng \(144 \mathrm{~m}^2\). Biết độ dài một cạnh của mảnh vườn là \(x(m)\).
a) Viết biểu thức tính chu vi \(P(x)\) (mét) của mảnh vườn.
b) Tìm các tiệm cận của đồ thị hàm số \(P(x)\).
a) Ta có độ dài một cạnh của mảnh vườn là \(x(m)\) nên độ dài cạnh còn lại của mảnh vườn là \(\displaystyle\frac{144}{x}\) (m).
Vậy chu vi của mảnh vườn là \(P(x)=2\left(x+\displaystyle\frac{144}{x}\right)=2x+\displaystyle\frac{72}{x}\).
b) Ta có: \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} P(x)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} 2x+\displaystyle\frac{72}{x}=+\infty\) và \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} P(x)=\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} \left(2x+\displaystyle\frac{72}{x}\right)=-\infty\)
nên đồ thị hàm số \(P(x)\) không có tiệm cận ngang.
Ta có: \(\lim\limits_{x \rightarrow 0^{+}} f(x)=\lim\limits_{x \rightarrow 0^{+}} \left(2x+\displaystyle\frac{72}{x}\right)=+\infty\). Suy ra đồ thị hàm số \(f(x)\) có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=0\).
Ta có:
\(\lim _{x \rightarrow+\infty}[P(x)-2x]=\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{72}{x}=0\) và \(\lim _{x \rightarrow-\infty}[P(x)-2x]=\lim _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{72}{x}=0\) nên đồ thị hàm số \(P(x)\) có tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=2x\).