\(\S1.\) ĐẠO HÀM

Đang cập nhật

Phần 1. Trắc nghiệm bốn lựa chọn

Dạng 1. Tính đạo hàm bằng định nghĩa

Dạng 2. Tính số gia của hàm số

Dạng 3. Viết phương trình tiếp tuyến biết tiếp điểm

Dạng 4. Viết phương trình tiếp tuyến biết hệ số góc

Dạng 5. Viết phương trình tiếp tuyến đi qua một điểm

Dạng 6. Ứng dụng

Dạng 1. Tính đạo hàm bằng định nghĩa

Câu 1:

Cho hàm số \(f(x)= \begin{cases}\displaystyle\frac{\sqrt{3x+1}-2x}{x-1},\,& \text{ khi }x\ne1\\-\displaystyle\frac {5}{4},\,&\text{ khi }x=1\end{cases}\). Tính \(f'(1)\).

Đáp án: \(-\displaystyle\frac {9}{64}\)

Lời giải:

Ta có:

\begin{eqnarray*}\lim\limits_{x\rightarrow1}f(x)&=&\lim\limits_{x\rightarrow1}\displaystyle\frac{\sqrt{3x+1}-2x}{x-1}\\ &=&\lim\limits_{x\rightarrow1}\displaystyle\frac{3x+1-4x^2}{(x-1)(\sqrt{3x+1}+2x)}\\ &=&\lim\limits_{x\rightarrow1}\displaystyle\frac{-4x-1}{(\sqrt{3x+1}+2x)}\\ &=&\displaystyle\frac{-5}{4}\\ &=&f(1).\end{eqnarray*}

\(\Rightarrow\) Hàm số liên tục lại \(x=1\).

Khi đó ta có:

\begin{eqnarray*}f'(1)&=&\lim\limits_{x\rightarrow1}\displaystyle\frac{f(x)-f(1)}{x-1}\\ &=&\lim\limits_{x\rightarrow1}\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{\sqrt{3x+1}-2x}{x-1}+\displaystyle\frac{5}{4}}{x-1}\\ &=&\lim\limits_{x\rightarrow1}\displaystyle\frac{4\sqrt{3x+1}-3x-5}{4(x-1)^2}\\ &=&\lim\limits_{x\rightarrow1}\displaystyle\frac{16(3x+1)-(3x+5)^2}{4(x-1)^2(4\sqrt{3x+1}+3x+5)}\\ &=&\lim\limits_{x\rightarrow1}\displaystyle\frac{-9}{4(4\sqrt{3x+1}+3x+5)}\\ &=&-\displaystyle\frac{9}{64}.\end{eqnarray*}

Câu 2:

Cho hàm số \( f(x)= \begin{cases} (x-1)^2 & \text{nếu } x \geq 0 \\ -x^2+1 & \text{nếu } x<0 \end{cases}\). Đạo hàm của hàm số tại \( x=0 \) là:

Đáp án: không tồn tại

Lời giải:

Áp dụng công thức tính đạo hàm bằng định nghĩa

\( f'( 0 )=\lim\limits_{x\to0}\displaystyle\frac{f( x )-f( 0 )}{x-0}\)

Ta có : \( \lim\limits_{x\to 0^+}\displaystyle\frac{f( x )-f( 0 )}{x-0}= \lim\limits_{x\to 0^+}\displaystyle\frac{( x-1 )^2-1}{x-0} =2 \)

\( \lim\limits_{x\to 0^-}\displaystyle\frac{f( x )-f( 0 )}{x-0}= \lim\limits_{x\to 0^-}\displaystyle\frac{-x^2+1-1}{x-0} =0 \)

Vì \(\lim\limits_{x\to 0^+}\displaystyle\frac{f( x )-f( 0 )}{x-0} \neq \lim\limits_{x\to 0^-}\displaystyle\frac{f( x )-f( 0 )}{x-0} \) nên không tồn tại \( \lim\limits_{x\to 0} \displaystyle\frac{f( x )-f( 0 )}{x-0} \) do đó không tồn tại đạo hàm tại \(x=0\).

Dạng 2. Tính số gia của hàm số

Câu 1:

Tính tỷ số \(\displaystyle\frac{\Delta y}{\Delta x}\) của hàm số \(y=x^2-1\) theo \(x\) và \(\Delta x\).

Đáp án: \(\displaystyle\frac{\Delta y}{\Delta x}=\Delta x+2x\)

Lời giải:

Ta có

\begin{eqnarray*}&&\Delta y=f\left( x+\Delta x \right)-f(x)=\left[ \left( x+\Delta x \right)^2-1 \right]-\left( x^2-1 \right)=2x\Delta x+\left( \Delta x \right)^2\\ &\Rightarrow&\displaystyle\frac{\Delta y}{\Delta x}=2x+\Delta x.\end{eqnarray*}

Câu 2:

Tính số gia của hàm số \(y=x^2+2\) tại điểm \(x_0=2\) ứng với số gia \(\Delta x=1\).

Đáp án: \(\Delta y=5\)

Lời giải:

Ta có \(\Delta y=f\left( x_0+\Delta x \right)-f\left( x_0 \right)=f\left( 2+1 \right)-f\left( 2 \right)=f\left( 3 \right)-f\left( 2 \right)\) \(=\left( 3^2+2 \right)-\left( 2^2+2 \right)=5.\)

Dạng 3. Viết phương trình tiếp tuyến biết tiếp điểm

Câu 1:

Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x-4}{x-4}\) tại điểm có tung độ bằng \(3\) là

Đáp án: \(x+4y-20=0\)

Lời giải:

Ta có \(y'=\displaystyle\frac{-4}{(x-4)^2}\).

Điểm \(M(m; 3)\) thuộc đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x-4}{x-4}\).

Suy ra \(\displaystyle\frac{2m-4}{m-4}=3 \Leftrightarrow m=8\).

Do đó \(M(8;3)\).

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x-4}{x-4}\) tại điểm \(M\) có phương trình là

\begin{eqnarray*}& & y = y'(8) \cdot (x-8)+3 \\ & \Leftrightarrow & y = -\displaystyle\frac{1}{4}(x-8) +3\\& \Leftrightarrow & x+4y-20=0.\end{eqnarray*}

Câu 2:

Phương trình tiếp tuyến của Parabol \(y=3x^2+x-2\) tại điểm \(M(1;2)\) là

Đáp án: \(y=7x-5\)

Lời giải:

Ta có \(y'(1)=7.\)

Tiếp tuyên của Parabol \(y=3x^2+x-2\) tại điểm \(M(1;2)\) có phương trình là

\(y=f'(1)(x-1)+2 \Leftrightarrow y=7x-5.\)

Dạng 4. Viết phương trình tiếp tuyến biết hệ số góc

Câu 1:

Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số \(y=x^3-6x^2+9x\), biết tiếp tuyến song song với đường thẳng \(d:y=9x.\)

Đáp án: \(y=9x-32\)

Lời giải:

\(\bullet\,\) Gọi \(M\left(x_0;y_0\right)\) là điểm thuộc đồ thị hàm số.

\(\bullet\,\) Đạo hàm \(y'=3x^2-12x+9\Rightarrow k=y'\left(x_0\right)=3x_0^2-12x_0+9.\)

\(\bullet\,\) Do tiếp tuyến song song với \(d:y=9x+1\) nên \(k=9\Leftrightarrow 3x_0^2-12x_0+9=9\Leftrightarrow \left[\begin{aligned}& x_0=0 \\ & x_0=4.\end{aligned}\right.\)

\(\bullet\,\) Với \(x_0=0\Rightarrow y_0=0\Rightarrow \) phương trình tiếp tuyến \(y=9x\) (loại).

\(\bullet\,\) Với \(x_0=4\Rightarrow y_0=4\Rightarrow \) phương trình tiếp tuyến \(y=9\left(x-4\right)+4=9x-32.\)

Câu 2:

Cho hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^7-x^2+1}{x^2+1}\) có đồ thị \((C)\). Tiếp tuyến với \((C)\) vuông góc với đường thẳng \(x+4y-1=0\) có hệ số góc bằng

Đáp án: \(4\)

Lời giải:

Ta có \(x+4y-1=0\Leftrightarrow y=-\displaystyle\frac{1}{4}x+\displaystyle\frac{1}{4}\) \((d)\).

Gọi \(k\) là hệ số góc của tiếp tuyến với \((C)\) vuông góc với \(d\).

Suy ra \(k \cdot \left(-\displaystyle\frac{1}{4}\right)=-1\Leftrightarrow k=4\).

Vậy hệ số góc cần tìm \(k=4\).

Dạng 5. Viết phương trình tiếp tuyến đi qua một điểm

Câu 1:

Cho \((C): y=3x-4x^2\). Có bao nhiêu tiếp tuyến của \((C)\) đi qua điểm \(M(1;3)?\)

Đáp án: \(2\)

Lời giải:

Gọi \(x_0\) là hoành độ tiếp điểm. Tiếp tuyến của \((C)\) tại điểm \(x_0\) có dạng

\(y=(3-8x_0)(x-x_0)+3x_0-4x_0^2.\)

Tiếp tuyến đi qua điểm \(M(1;3)\) nên ta có

\(3=(3-8x_0)(1-x_0)+3x_0-4x_0^2\) \(\Leftrightarrow \left[\begin{aligned}&x_0=0\\&x_0=2.\end{aligned}\right.\)

Vậy có 2 tiếp tuyến của \((C)\) đi qua điểm \(M(1;3).\)

Câu 2:

Cho hàm số \(y=3x-4x^3\) có đồ thị \((C)\). Từ điểm \(M(1;3)\) có thể kẻ được bao nhiêu tiếp tuyến với \((C)\)?

Đáp án: \(2\)

Lời giải:

Ta có \(y'=3-12x^2\). Phương trình tiếp tuyến tại tiếp điểm \(A(x_0;y_0)\) là \(y=y'(x_0)(x-x_0)+y_0\).

Do tiếp tuyến đi qua \(M(1;3)\) nên

\begin{eqnarray*}&&3=(3-12x_0^2)(1-x_0)+3x_0-4x_0^3\\&\Leftrightarrow& 8x_0^3-12x_0^2=0\\&\Leftrightarrow& \left[\begin{aligned}x_0=0\\x_0=\displaystyle\frac{2}{3}\end{aligned}\right.\end{eqnarray*}

Vậy từ \(M\) kẻ được \(2\) tiếp tuyến đến \((C)\).

Dạng 6. Ứng dụng

Câu 1:

Cho một vật chuyển động theo phương trình \(S(t)=t^3+mt^2+10t+m^2\), trong đó \(t\) được tính bằng giây, \(S\) được tính bằng mét và m là tham số thực. Biết tại thời điểm \(t=4s\) vận tốc của vật bị triệt tiêu. Gọi \(a\) là gia tốc của vật tại thời điểm \(t=5s\). Chọn khẳng định đúng trong các khẳng định sau

Đáp án: \(a\in\left(10;20\right)\)

Lời giải:

Gọi \(v(t)\) là phương trình vận tốc của vật, suy ra \(v(t)=S'(t)=3t^2+2mt+10\).

Vận tốc triệt tiêu tại thời điểm \(t=4s\) nên ta có \(v(4)=0\Leftrightarrow 58+8m=0\Leftrightarrow m=-\displaystyle\frac{29}{4}\).

Khi đó \(v(t)=3t^2+2\cdot\left(-\displaystyle\frac{29}{2}\right)t+10\) \(\Rightarrow v'(t)=6t-\displaystyle\frac{29}{2}\).

Gia tốc của vật tại thời điểm \(t=5s\) là \(a=v'(5)=\displaystyle\frac{31}{2}=15{,}5\in (10;20)\).

Câu 2:

Một vật chuyển động có phương trình \(S(t)=2t^3-t+3\) (\(t\) được tính bằng giây, \(S\) được tính bằng mét). Vận tốc của chuyển động tại thời điểm \(t=2\) s là

Đáp án: \(23\) (m/s)

Lời giải:

Ta có \(v(t)=S'(t)=6t^2-1\) nên \(v(2)=6\cdot 2^2 -1=23\) (m/s).

Phần 2. Trắc nghiệm đúng sai

Dạng 1.

Dạng 2.

Dạng 3.

Dạng 4.

Dạng 1.

Dạng 2.

Dạng 3.

Dạng 4.

Phần 3. Tự luận

Dạng 1. Biết biểu thức

Dạng 2. Hàm hợp

Dạng 3. Ứng dụng thực tế

Dạng 1. Biết biểu thức

Dạng 2. Hàm hợp

Dạng 3. Ứng dụng thực tế