Dạng 1. Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị
Dạng 2. Nội suy phương trình hàm số
Câu 1:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=-x^3+3x^2-4\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=-3x^2+6x\). Vậy \(y'=0\) khi \(x=0\) hoặc \(x=2\).
+) Trên khoảng \((0;2)\), \(y'>0\) nên hàm số đồng biến. Trên các khoảng \((-\infty;0)\) và \((2;+\infty)\), \(y'< 0\) nên hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng đó.
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\), giá trị cực tiểu \(y_{CT}=-4\). Hàm số đạt cực đại tại \(x=2\), giá trị cực đại \(y_{\text{CĐ}}=0\).
Giới hạn
\(\lim\limits_{x \to -\infty}y=\lim\limits_{x \to -\infty}x^3\left(-1+\displaystyle\frac{3}{x}-\displaystyle\frac{4}{x^3}\right)=+\infty\);
\(\lim\limits_{x \to +\infty}y=\lim\limits_{x \to +\infty}x^3\left(-1+\displaystyle\frac{3}{x}-\displaystyle\frac{4}{x^3}\right)=-\infty\).
Bảng biến thiên
Đồ thị
+) Giao điểm của đồ thị với trục tung là điểm \((0;-4)\).
+) Ta có \(y=0\Leftrightarrow-x^3+3x^2-4=0\Leftrightarrow-(x-2)^2(x+1)=0\Leftrightarrow x=-1\) hoặc \(x=2\). Do đó giao điểm của đồ thị hàm số với trục hoành là các điểm \((-1;0)\) và \((2;0)\).
+) Đồ thị của hàm số có tâm đối xứng là điểm \((1;-2)\).
Câu 2:
Cho hàm số \(y=-x^3+3x+1\). Khảo sát sự biến thiên, vẽ đồ thị và chỉ ra tâm đối xứng của đồ thị hàm số đã cho.
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Đạo hàm \(y'=3 - 3 x^2\); \(y'=0 \Leftrightarrow x=-1\) hoặc \(x=1\).
+) Trên các khoảng \(\left(-\infty;-1\right)\) và \(\left(1;+\infty\right)\), \(y' > 0\) nên hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng đó.
+) Trên khoảng \(\left(-1;1\right)\), \(y' < 0\) nên hàm số đồng biến trên khoảng đó.
Cực trị:
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x = -1\) và \(y_{\text{CT}} = -1\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x = 1\) và \(y_{\text{CĐ}} = 3\).
Các giới hạn:
\[\lim\limits_{x\to-\infty}y=\lim\limits_{x\to-\infty}x^3\left(-1 + \frac{3}{x^2} + \frac{1}{x^3}\right)=+\infty;\lim\limits_{x\to+\infty}y=\lim\limits_{x\to+\infty}x^3\left(-1 + \frac{3}{x^2} + \frac{1}{x^3}\right)=-\infty.\]
Bảng biến thiên:
Bảng giá trị:
Đồ thị:
+) Khi \(x = 0\) thì \(y = 1\) nên \(\left(0;1\right)\) là giao điểm của đồ thị với trục \(Oy\).
Ta có \(\begin{aligned}[t]y=0 & \Leftrightarrow - x^3 + 3 x + 1=0\\ &\Leftrightarrow x\in \{x_1, x_2, x_3\}.\end{aligned}\)
+) Vậy đồ thị của hàm số giao với trục \(Ox\) tại ba điểm có hành độ \(x_1, x_2, x_3\).
Điểm \(\left(-1;-1\right)\) là điểm cực tiểu và điểm \(\left(1;3\right)\) là điểm cực đại của đồ thị hàm số.
Đồ thị của hàm số có tâm đối xứng là điểm \(I\left(0;1\right)\).
Câu 3:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=x^3+3x^2-4\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Giới hạn:
\(\lim\limits_{x\to -\infty}y=-\infty\);
\(\lim\limits_{x\to +\infty}y=+\infty\).
Đạo hàm: \(y'=3x^2+6x\); \(y'=0\Leftrightarrow3x^2+6x=0\Leftrightarrow x=0\) hoặc \(x=-2\).
Bảng biến thiên
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty;-2)\) và \((0;+\infty)\), nghịch biến trên khoảng \((-2;0)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=-2\), \(y_{\text{CĐ}}=0\);
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\), \(y_{\text{CT}}=-4\).
Đồ thị:
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0;-4)\).
+) Ta có \(x^3+3x^2-4=0\Leftrightarrow x=1 \) hoặc \(x=-2\), do đó đồ thị hàm số giao với trục \(Ox\) tại hai điểm là \((1;0)\) và \((-2;0)\).
+) Đồ thị hàm số đi qua điểm \((-3;-4)\) và có tâm đối xứng là điểm \(I(-1;-2)\).
Câu 4:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=x^3+4x^2+4x\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Giới hạn:
\(\lim\limits_{x\to -\infty}y=-\infty\);
\(\lim\limits_{x\to +\infty}y=+\infty\).
Đạo hàm: \(y'=3x^2+8x+4\); \(y'=0\Leftrightarrow3x^2+8x+4=0\Leftrightarrow x=-\displaystyle\frac{2}{3}\) hoặc \(x=-2\).
Bảng biến thiên
+) Chiều biến thiên: Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty;-2)\) và \(\left(-\displaystyle\frac{2}{3};+\infty\right)\), nghịch biến trên khoảng \(\left(-2;-\displaystyle\frac{2}{3}\right)\).
+) Cực trị: Hàm số đạt cực đại tại \(x=-2\), \(y_{\text{CĐ}}=0\); Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=-\displaystyle\frac{2}{3}\), \(y_{\text{CT}}=-\displaystyle\frac{32}{27}\).
Đồ thị:
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0;0)\).
+) Ta có \(x^3+4x^2+4x=0\Leftrightarrow x=0 \) hoặc \(x=-2\), do đó đồ thị hàm số giao với trục \(Ox\) tại hai điểm là \((0;0)\) và \((-2;0)\).
+) Đồ thị hàm số đi qua điểm \((-3;-3)\) và có tâm đối xứng là điểm \(I\left (-\displaystyle\frac{4}{3};-\displaystyle\frac{16}{27}\right )\).
Câu 5:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=f(x)=x^3-3 x^2+4\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Giới hạn
+) \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} f(x)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}\left(x^3-3 x^2+4\right)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}\left[x^3\left(1-\frac{3}{x}+\frac{4}{x^3}\right)\right]=+\infty\);
+) \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} f(x)=\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}\left(x^3-3 x^2+4\right)=\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}\left[x^3\left(1-\frac{3}{x}+\frac{4}{x^3}\right)\right]=-\infty\).
Đạo hàm: \(y'=3 x^2-6 x\);
\[y'=0 \Leftrightarrow 3x^2-6x=0 \Leftrightarrow x=0 \text { hoặc } x=2.\]
Bảng biến thiên
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty ; 0)\) và \((2 ;+\infty)\), nghịch biến trên khoảng \((0 ; 2)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=0, f_{\text{CĐ}}=f(0)=4\); Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=2, f_{\mathrm{CT}}=f(2)=0\).
Đồ thị
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0 ; 4)\).
+) Ta có
\(x^3-3 x^2+4=0\) \(\Leftrightarrow (x-2)^2(x+1)=0\) \(\Leftrightarrow x=-1 \text { hoặc } x=2.\)
+) Do đó đồ thị hàm số giao với trục \(Ox\) tại hai điểm là \((-1 ; 0)\) và \((2 ; 0)\).
+) Đồ thị hàm số đi qua điểm \((3 ; 4)\) và có tâm đối xứng là điểm \(I(1 ; 2)\).
Câu 6:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=x^3-3x^2+2\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to -\infty} y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to +\infty} y=+\infty\).
Đạo hàm: \(y^\prime =3x^2-6x\);
\(y^\prime =0 \Leftrightarrow 3x^2-6x=0 \Leftrightarrow x=0\) hoặc \(x=2\).
Bảng biến thiên
+) Hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \((-\infty;0)\) và \((2; +\infty)\), nghịch biến trên khoảng \((0;2)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=0\), \(y_{\text{CĐ}}=2\); hàm số đạt cực tiểu tại \(x=2\), \(y_{\text{CT}}=-2\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 7:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=x^3-3 x^2+4\).
Tập xác định: \(\mathbb{R}\).
Giới hạn:
\(\lim\limits_{x \to+\infty} y=+\infty, \lim\limits_{x \to-\infty} y=-\infty\).
Đạo hàm: \(y'=3 x^2-6 x\)
\(y'=0 \Leftrightarrow 3 x^2-6 x=0 \Leftrightarrow x=0\, \text{hoặc}\, x=2.\)
Bảng biến thiên.
+) Hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \((-\infty ; 0)\) và \((2 ;+\infty)\), nghịch biến trên khoảng \((0 ; 2)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=0, y_{\text{CĐ}}=4\); hàm số đạt cực tiểu tại \(x=2, y_{\mathrm{CT}}=0\).
Đồ thị.
+) Giao điểm của đồ thị với trục tung: \((0 ; 4)\).
+) Giao điểm của đồ thị với trục hoành.
Xét phương trình:
\begin{eqnarray*}x^{3}-3 x^{2}+4=0 &\Leftrightarrow&(x+1)(x-2)^{2}=0\\ &\Leftrightarrow& x=-1 \text { hoặc } x=2.\end{eqnarray*}
Vậy đồ thị hàm số giao với trục hoành tại hai điểm \((-1 ; 0)\) và \((2 ; 0)\).
Đồ thị hàm số đi qua các điểm \((-1 ; 0),(2 ; 0),(0 ; 4)\) và \((1 ; 2)\).
Câu 8:
Cho hàm số \(y=\displaystyle\frac{1}{3}x^3-x^2+4\).
a) Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số.
b) Tính khoảng cách giữa hai điểm cực trị của đồ thị hàm số.
a) Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số
+) Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
+) Sự biến thiên
Đạo hàm \(y'=x^2-2x\); \(y'=0 \Leftrightarrow x=0;\, x=2.\)
Trên các khoảng \((-\infty;0)\) và \((2;+\infty)\), \(y'>0\) nên hàm số đồng biến trên mỗi khoảng đó.
Trên khoảng \((0;2)\), \(y'< 0\) nên hàm số nghịch biến trên khoảng đó.
Hàm số đạt cực đại tại \(x=0\), \(y_{\text{CĐ}}=4\) và đạt cực tiểu tại \(x=2\), \(y_{\text{CT}}=\displaystyle\frac{8}{3}\).
\(\lim\limits_{x\to -\infty} y=\lim\limits_{x\to -\infty} x^3 \left(\displaystyle\frac{1}{3}-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{4}{x^3}\right)=-\infty\); \(\lim\limits_{x\to +\infty} y=\lim\limits_{x\to +\infty} x^3 \left(\displaystyle\frac{1}{3}-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{4}{x^3}\right)=+\infty\).
Bảng biến thiên
+) Đồ thị
Khi \(x=0\) thì \(y=4\) nên \((0;4)\) là giao điểm của đồ thị với trục \(Oy\).
Điểm \((0;4)\) là điểm cực đâị và điểm \(\left(2;\displaystyle\frac{8}{3}\right)\) là điểm cực tiểu của đồ thị hàm số.
Đồ thị của hàm số đã cho được biểu diễn như hình bên. Đồ thị của hàm số có tâm đối xứng là điểm \(I\left(1;\displaystyle\frac{10}{3}\right)\).
b) Đồ thị hàm số trên có hai điểm cực trị là \(A(0;4)\), \(B\left(2;\displaystyle\frac{8}{3}\right)\).
Suy ra \(AB=\sqrt{2^2+\left(-\displaystyle\frac{4}{3}\right)^2}=\displaystyle\frac{2\sqrt{13}}{3}\).
Câu 9:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=-x^3+3x+1\).
Tâm xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=-3x^2+3\). Vậy \(y'=0\) khi \(x=\pm1\).
+) Trên khoảng \((-1;1)\), \(y'>0\) nên hàm số đồng biến. Trên các khoảng \((-\infty;-1)\) và \((1;+\infty)\), \(y'< 0\) nên hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng đó.
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=-1\), giá trị cực tiểu \(y_{ct}=-1\). Hàm số đạt cực đại tại \(x=1\), giá trị cực đại \(y_{\text{cđ}}=3\).
Giới hạn vô cực
\(\lim\limits_{x \to -\infty}y=\lim\limits_{x \to -\infty}x^3\left(-1+\displaystyle\frac{3}{x^2}+\displaystyle\frac{1}{x^3}\right)=+\infty\); \(\lim\limits_{x \to +\infty}y=\lim\limits_{x \to +\infty}x^3\left(-1+\displaystyle\frac{3}{x^2}+\displaystyle\frac{1}{x^3}\right)=-\infty\).
Bảng biến thiên
Đồ thị
+) Giao điểm của đồ thị với trục tung là điểm \((0;1)\).
+) Đồ thị của hàm số có tâm đối xứng là điểm \((0;1)\).
Câu 10:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=2x^3-3x^2+1\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Đạo hàm: \(y'=6x^2-6x\).
\[y'=0\Leftrightarrow 6x^2-6x=0\Leftrightarrow x=0;\,x=1.\]
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=+\infty\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty;0)\) và \((1;+\infty)\), nghịch biến trên khoảng \((0;1)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=0\), \(y_{_\text{CĐ}}=1\); đạt cực tiểu tại \(x=1\), \(y_{_\text{CT}}=0\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 11:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=-x^3+3x^2-1\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Đạo hàm: \(y'=-3x^2+6x\).
\[y'=0\Leftrightarrow -3x^2+6x=0\Leftrightarrow x=0;\,x=2.\]
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=-\infty\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số nghịch biến trên các khoảng \((-\infty;0)\) và \((2;+\infty)\), đồng biến trên khoảng \((0;2)\).
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\), \(y_{_\text{CT}}=-1\); đạt cực đại tại \(x=2\), \(y_{_\text{CĐ}}=3\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 12:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=-x^3+6x^2-9x+12\).
Tập xác định \(D=\mathbb{R}\).
Đạo hàm: \(y'=-3x^2+12x-9;y'=0\Leftrightarrow -3x^2+12x-9=0\Leftrightarrow x=1;\,x=3\).
\(\underset{x\to -\infty}{\mathop{\lim}}y=\underset{x\to -\infty}{\mathop{\lim}}(-x^3+6x^2-9x+12)=\underset{x\to -\infty}{\mathop{\lim}}\left[x^3\left(-1+\displaystyle\frac{6}{x}-\displaystyle\frac{9}{x^2}+\displaystyle\frac{12}{x^3}\right)\right]=+\infty\).
\(\underset{x\to +\infty}{\mathop{\lim}}y=\underset{x\to +\infty}{\mathop{\lim}}(-x^3+6x^2-9x+12)=\underset{x\to +\infty}{\mathop{\lim}}\left[x^3\left(-1+\displaystyle\frac{6}{x}-\displaystyle\frac{9}{x^2}+\displaystyle\frac{12}{x^3}\right)\right]=-\infty\).
Bảng biến thiên
+) Hàm số đồng biến trên \(\left(1;3\right)\), hàm số nghịch biến trên khoảng \(\left(-\infty;1\right)\) và \(\left(3;+\infty\right)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=3\), giá trị cực đại \(y=12\).
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=1\), giá trị cực tiểu \(y_{CT}=8\).
Đồ thị:
+) Giao điểm của đồ thị hàm số \(y=-x^3+6x^2-9x+12\) với trục tung là \(\left(0; 12\right)\).
+) Đồ thị hàm số \(y=-x^3+6x^2-9x+12\) đi qua các điểm \(\left(1;8\right)\), \(\left(3;12\right)\), \(\left(4;8\right)\).
+) Đồ thị hàm số có tâm đối xứng là điểm \(\left(2; 10\right)\).
Câu 13:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=x^3+3x^2-x-1\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=3x^2+6x-1\).
Suy ra \(y'=0\) khi \(x=x_{cd}=\displaystyle\frac{-3-2\sqrt{3}}{3}\) hoặc \(x=x_{ct}=\displaystyle\frac{-3+2\sqrt{3}}{3}\).
+) Trên khoảng \((x_1;x_2)\), \(y'< 0\) nên hàm số nghịch biến. Trên các khoảng \((-\infty;x_1)\) và \((x_2;+\infty)\), \(y'>0\) nên hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng đó.
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=x_1\), giá trị cực tiểu \(y_{cd}=\displaystyle\frac{18+6\sqrt{3}}{9}\). Hàm số đạt cực đại tại \(x=x_2\), giá trị cực đại \(y_{\text{ct}}=\displaystyle\frac{18-16\sqrt{3}}{9}\).
Giới hạn
\(\lim\limits_{x \to -\infty}y=-\infty\); \(\lim\limits_{x \to +\infty}y=+\infty\).
Bảng biến thiên
Đồ thị
+) Giao điểm của đồ thị với trục tung là điểm \((0;-1)\).
+) Đồ thị của hàm số có tâm đối xứng là điểm \((-1;2)\).
Câu 14:
Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=2x^3+x^2-\displaystyle\frac{1}{2}x-3\).
Tập xác định \(\mathbb{R}\).
Giới hạn tại vô cực: \(\displaystyle\displaystyle\lim _{x \rightarrow+\infty} y=+\infty, \displaystyle\displaystyle\lim _{x \rightarrow-\infty} y=-\infty\).
\( y'= 6x^{2} + 2x -\displaystyle\frac{1}{2}\);
\(y'=0 \Leftrightarrow 6x^{2} + 2x -\displaystyle\frac{1}{2}=0 \Leftrightarrow x=-\displaystyle\frac{1}{2}\) và \(x=\displaystyle\frac{1}{6}\).
Bảng biến thiên.
Hàm số đồng biến trên \(\left(-\infty; -\displaystyle\frac{1}{2}\right)\) và \(\left(\displaystyle\frac{1}{6}; +\infty\right)\).
Hàm số nghịch biến trên \( \left(-\displaystyle\frac{1}{2}; \displaystyle\frac{1}{6}\right)\)
Hàm số đạt cực đại tại \(x=-\displaystyle\frac{1}{2}, y_{\text{CĐ}}=-\displaystyle\frac{11}{4}\); hàm số đạt cực tiểu tại \(x=\displaystyle\frac{1}{6}, y_{\mathrm{CT}}=-\displaystyle\frac{329}{108}\).
Đồ thị.
Giao điểm của đồ thị với trục tung: \((0 ; -3)\).
Đồ thị hàm số đi qua các điểm \(\left(\displaystyle\frac{1}{6}; -\displaystyle\frac{329}{108}\right),\left(-\displaystyle\frac{1}{2}; -\displaystyle\frac{11}{4}\right),(0 ; -3)\).
Câu 15:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=(x-2)^3+4\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Đạo hàm: \(y'=3(x-2)^2\).
\[y'=0\Leftrightarrow 3(x-2)^2=0\Leftrightarrow x=2\quad (\text{nghiệm kép}).\]
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=+\infty\).
Bảng biến thiên:
Hàm số đồng biến trên toàn \(\mathbb{R}\) và không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 16:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=-x^3+3x^2-3x+2\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Đạo hàm: \(y'=-3x^2+6x-3\).
\[y'=0\Leftrightarrow -3x^2+6x-3=0\Leftrightarrow x=1\quad (\text{nghiệm kép}).\]
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=-\infty\).
Bảng biến thiên:
Hàm số nghịch biến trên toàn \(\mathbb{R}\) và không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 17:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\displaystyle\frac{1}{3}x^3+x^2+2x+1\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Đạo hàm: \(y'=x^2+2x+2=(x+1)^2+1>0\) với mọi \(x\in\mathbb{R}\).
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=+\infty\).
Bảng biến thiên:
Hàm số đồng biến trên toàn \(\mathbb{R}\) và không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị
Câu 18:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=-x^3-3x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Đạo hàm: \(y'=-3x^2-3< 0\) với mọi \(x\in\mathbb{R}\).
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=-\infty\).
Bảng biến thiên:
Hàm số nghịch biến trên toàn \(\mathbb{R}\) và không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 19:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số \(y=x^3-2x^2+2x-1\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Ta có \(y'=3x^2-4x+2\). Vậy \(y'>0, \forall x\in\mathbb{R}\).
+) Hàm số đồng biến trên khoảng \((-\infty; +\infty)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Giới hạn vô cực:
\(\lim\limits_{x \to -\infty}y=\lim\limits_{x \to -\infty}x^3\left(1-\displaystyle\frac{2}{x}+\displaystyle\frac{2}{x^2}-\displaystyle\frac{1}{x^3}\right)=-\infty\),
\(\lim\limits_{x \to +\infty}y=\lim\limits_{x \to +\infty}x^3\left(1-\displaystyle\frac{2}{x}+\displaystyle\frac{2}{x^2}-\displaystyle\frac{1}{x^3}\right)=+\infty\).
Bảng biến thiên
Đồ thị
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục tung là điểm \((0;-1)\).
+) Ta có \(y=0\Leftrightarrow x^3-2x^2+2x-1=0\Leftrightarrow x=1\).
Do đó giao điểm của đồ thị hàm số với trục hoành là điểm \((1;0)\).
+) Đồ thị hàm số có tâm đối xứng là điểm \(\left(\displaystyle\frac{2}{3};\displaystyle\frac{-7}{27}\right)\).
Câu 20:
Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=x^3+x-2\).
Tập xác định: \(\mathbb{R}\).
Giới hạn tại vô cực \(\displaystyle\lim _{x \rightarrow+\infty} y=+\infty, \displaystyle\displaystyle\lim _{x \rightarrow-\infty} y=+\infty\).
\( y'=3x^{2}+1\);
\(y'=0 \Leftrightarrow 3x^{2}+1>0,\,\, \forall x \in \mathbb{R}\).
Bảng biến thiên
Hàm số đồng biến trên \(\mathbb{R}\).
Hàm số không có cực trị.
Đồ thị.
Giao điểm của đồ thị với trục tung \((0 ; -2)\).
Giao điểm của đồ thị với trục hoành.
Xét phương trình
\(x^{3}+x-2=0 \Leftrightarrow x=1\).
Vậy đồ thị hàm số giao với trục hoành tại điểm \((1; 0)\).
Đồ thị hàm số đi qua các điểm \((1 ; 0),(0 ; -2)\) và \(\left(\displaystyle\frac{1}{2} ; -\displaystyle\frac{11}{8}\right)\).
Câu 21:
Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số \(y=-x^3-\displaystyle\frac{3}{2}{x^2}-\displaystyle\frac{3}{2}x\) .
Tập xác định: \(\mathbb{R}\) .
Đạo hàm \(y'=-3{x^2}- 3x-\frac{3}{2}\) . Do \(y' < 0\) trên \(\mathbb{R}\) nên hàm số nghịch biến trên khoảng \(\left({-\infty;+\infty}\right)\) .
Hàm số đã cho không có cực trị.
Các giới hạn tại vô cực:
\(\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to- \infty } y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - \infty } \left[ { - {x^3}\left({1 + \displaystyle\frac{3}{{2x}} + \displaystyle\frac{3}{{2{x^2}}}}\right)} \right] = + \infty;\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } \left[{- {x^3}\left({1 + \displaystyle\frac{3}{{2x}} + \displaystyle\frac{3}{{2{x^2}}}}\right)} \right] = - \infty .\)
Bảng biến thiên:
Đồ thị:
Đồ thị của hàm số đi qua gốc toạ độ \(O\left({0;0}\right)\) và điểm \(\left({ - 1;1}\right)\) .
Đồ thị của hàm số đã cho được biểu diễn trên Hình 2. Đồ thị của hàm số có tâm đối xứng là điểm \(I\left({ - \displaystyle\frac{1}{2};\displaystyle\frac{1}{2}}\right)\)
Câu 22:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=-x^3+3x^2-6x\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to -\infty} y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to +\infty} y=-\infty\).
Đạo hàm: \(y^\prime =-3x^2+6x-6\); \(y^\prime < 0 \) với mọi \(x\in\mathbb{R}\).
Bảng biến thiên
+ Hàm số nghịch biến trên khoảng \((-\infty;+\infty)\).
+ Hàm số không có cực trị.
Đồ thị:
\(\bullet\) Giao điểm với trục tung: \((0;0)\).
\(\bullet\) Đồ thị hàm số đi qua các điểm \((0;0)\), \((1;-4)\) và \((2;-8)\).
\(\bullet\) Đồ thị có tâm đối xứng là \(I(1;-4)\).
Câu 23:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=f(x)=-x^3-3 x^2-4 x-2\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Giới hạn
+) \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} f(x)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}\left(-x^3-3 x^2-4 x-2\right)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}\left[x^3\left(-1-\frac{3}{x}-\frac{4}{x^2}-\frac{2}{x^3}\right)\right]=-\infty\);
+) \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} f(x)=\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}\left(-x^3-3 x^2-4 x-2\right)=\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}\left[x^3\left(-1-\frac{3}{x}-\frac{4}{x^2}-\frac{2}{x^3}\right)\right]=+\infty\).
Đạo hàm: \(y'=-3 x^2-6 x-4\); Phương trình \(y' = 0\) vô nghiệm.
Bảng biến thiên
+) Hàm số nghịch biến trên \(\mathbb{R}\).
+) Hàm số không có cực trị.
Đồ thị
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điếm \((0 ;-2)\). Ta có
\(-x^3-3 x^2-4 x-2=(x+1)\left(-x^2-2 x-2\right)=0 \Leftrightarrow x=-1.\)
+) Do đó đồ thị hàm số giao với trục \(O x\) tại điểm \((-1 ; 0)\).
+) Đổ thị hàm số đi qua điểm \((-2 ; 2)\) và có tâm đối xứng là điểm \(I(-1 ; 0)\).
Câu 24:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=-2x^3+2\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Giới hạn:
\(\lim\limits_{x\to -\infty}y=+\infty\);
\(\lim\limits_{x\to +\infty}y=-\infty\).
Đạo hàm: \(y'=-6x^2\); \(y'=0\Leftrightarrow -6x^2=0\Leftrightarrow x=0\).
Bảng biến thiên
+) Hàm số nghịch biến trên \(\mathbb{R}\).
+) Hàm số không có cực trị.
Đồ thị:
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0;2)\).
+) Ta có \(-2x^3+2=0\Leftrightarrow x=1 \), do đó đồ thị hàm số giao với trục \(Ox\) tại điểm \((1;0)\)
+) Đồ thị hàm số đi qua điểm \((-1;4)\) và có tâm đối xứng là điểm \(I(0;2)\).
Câu 25:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=-x^3-x^2-x+1\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).
Giới hạn:
\(\lim\limits_{x\to -\infty}y=+\infty\);
\(\lim\limits_{x\to +\infty}y=-\infty\).
Đạo hàm: \(y'=-3x^2-2x-1\); \(y'=0\Leftrightarrow -3x^2-2x-1=0\) vô nghiệm.
Bảng biến thiên
+) Hàm số nghịch biến trên \(\mathbb{R}\).
+) Hàm số không có cực trị.
Đồ thị:
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0;1)\).
+) Ta có \(-x^3-x^2-x+1=0\Leftrightarrow x=1 \), do đó đồ thị hàm số giao với trục \(Ox\) tại điểm \((1;0)\).
+) Đồ thị hàm số đi qua điểm \((-1;2)\) và có tâm đối xứng là điểm \(I\left (-\displaystyle\frac{1}{3};\displaystyle\frac{34}{27}\right )\).
Câu 26:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{2x+1}{x+1}\).
Tập xác định của hàm số: \(\mathbb{R} \setminus\{-1\}\).
Ta có: \(y^{\prime}=\displaystyle\frac{1}{(x+1)^{2}}>0\) với mọi \(x \neq -1\).
+) Hàm số đồng biến trên từng khoảng \((-\infty ; -1)\) và \((-1 ;+\infty)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Tiệm cận
\(\begin{aligned}&\lim _{x \rightarrow (-1)^{-}} y=\lim _{x \rightarrow (-1)^{-}} \displaystyle\frac{2x+1}{x+1}=+\infty ; \lim _{x \rightarrow )(-1)^{+}} y=\lim _{x \rightarrow (-1)^{+}} \displaystyle\frac{2x+1}{x+1}=-\infty;\\&\lim _{x \rightarrow+\infty} y=\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{2x+1}{x+1}=2 ; \lim _{x \rightarrow-\infty} y=\lim _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{2x+1}{x+1}=2.\end{aligned}\)
Do đó, đồ thị của hàm số có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=-1\), tiệm cận ngang là đường thẳng \(y=2\).
Bảng biến thiên:
Đồ thị
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục tung là điểm \(\left(0 ;1\right)\).
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục hoành là điểm \(\left(0;-\displaystyle\frac{1}{2}\right)\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I(-1 ; 2)\) của hai đường tiệm cận làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận này làm trục đối xứng.
Câu 27:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x+3}{1-x}\).
Tập xác định của hàm số: \(\mathbb{R} \setminus\{1\}\).
Ta có: \(y^{\prime}=\displaystyle\frac{4}{(x-1)^{2}}>0\) với mọi \(x \neq -1\).
+) Hàm số đồng biến trên từng khoảng \((-\infty ; 1)\) và \((1 ;+\infty)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Tiệm cận
\(\begin{aligned}[t]&\lim _{x \rightarrow 1^{-}} y=\lim _{x \rightarrow (-1)^{-}} \displaystyle\frac{x+3}{-x+1}=+\infty ; \lim _{x \rightarrow 1^{+}} y=\lim _{x \rightarrow 1^{+}} \displaystyle\frac{x+3}{-x+1}=-\infty;\\&\lim _{x \rightarrow+\infty} y=\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x+3}{-x+1}=-1 ; \lim _{x \rightarrow-\infty} y=\lim _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{x+3}{-x+1}=-1.\end{aligned}\)
Do đó, đồ thị của hàm số có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=1\), tiệm cận ngang là đường thẳng \(y=-1\).
Bảng biến thiên:
Đồ thị
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục hoành là điểm \(\left(-3 ;0\right)\).
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục tung là điểm \((0;3)\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I(1 ; -1)\) của hai đường tiệm cận làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận này làm trục đối xứng.
Câu 28:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x-1}{x+1}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{-1\}\).
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{2}{(x+1)^2}>0\) với mọi \(x\in\mathscr{D}\).
Suy ra hàm số đồng biến trên từng khoảng \((-\infty;-1)\) và \((-1;+\infty)\).
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}y=1\), \(\lim\limits_{x\to(-1)^-}y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to(-1)^+}y=-\infty\).
Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận ngang \(y=1\) và tiệm cận đứng \(x=-1\).
Bảng biến thiên:
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 29:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{-2x}{x+1}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{-1\}\).
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{-2}{(x+1)^2}< 0\) với mọi \(x\in\mathscr{D}\).
Suy ra hàm số nghịch biến trên từng khoảng \((-\infty;-1)\) và \((-1;+\infty)\).
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}y=-2\), \(\lim\limits_{x\to(-1)^-}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to(-1)^+}y=+\infty\).
Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận ngang \(y=-2\) và tiệm cận đứng \(x=-1\).
Bảng biến thiên:
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 30:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{2 x+1}{x-1}\).
Tập xác định \(\mathbb{R} \backslash\{1\}\).
Giới hạn và tiệm cận:
+) Giới hạn tại vô cực, giới hạn vô cực và các đường tiệm cận.
\(\displaystyle\lim _{x \rightarrow 1^{-}} y=-\infty, \displaystyle\lim _{x \rightarrow 1^{+}} y=+\infty\). Do đó, đường thẳng \(x=1\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
\(\displaystyle\lim _{x \rightarrow+\infty} y=2, \displaystyle\lim _{x \rightarrow-\infty} y=2\). Do đó, đường thẳng \(y=2\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.
+) \(y^{\prime}=\displaystyle\frac{-3}{(x-1)^{2}}< 0\) với mọi \(x \neq 1\).
Bảng biến thiên.
Hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng \((-\infty ; 1)\) và \((1 ;+\infty)\).
Hàm số không có cực trị.
Đồ thị
+) Giao điểm của đồ thị với trục tung: \((0 ;-1)\).
+) Giao điểm của đồ thị với trục hoành: \(\left(-\displaystyle\frac{1}{2} ; 0\right)\).
+) Đồ thị hàm số đi qua các điểm \((0 ;-1),\left(-\displaystyle\frac{1}{2} ; 0\right)\), \((-2 ; 1),(2 ; 5),\left(\displaystyle\frac{5}{2} ; 4\right)\) và \((4 ; 3)\).
Câu 31:
Cho hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x+1}{x-1}\).
a) Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số.
b) Gọi \(A\) là giao điểm của đồ thị hàm số với trục \(Oy\), \(I\) là giao điểm của hai đường tiệm cận của đồ thị hàm số. Tìm điểm \(B\) đối xứng với \(A\) qua \(I\). Chứng minh rằng điểm \(B\) cũng thuộc đồ thị hàm số này.
a) Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số
+) Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus \{1\}\).
+) Sự biến thiên
Đạo hàm \(y'=-\displaystyle\frac{3}{(x-1)^2}\). Vì \(y'< 0\) với mọi \(x\neq 1\) nên hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng \((-\infty;1)\) và \((1;+\infty)\).
Ta có \(\lim\limits_{x\to -\infty} y=\lim\limits_{x\to -\infty} \displaystyle\frac{2x+1}{x-1}=2\); \(\lim\limits_{x\to +\infty} y=\lim\limits_{x\to +\infty} \displaystyle\frac{2x+1}{x-1}=2\).
\(\Rightarrow\) Đường thẳng \(y=2\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.
Lại có \(\lim\limits_{x\to 1^{-}} y=\lim\limits_{x\to 1^{-}} \displaystyle\frac{2x+1}{x-1}=-\infty\); \(\lim\limits_{x\to 1^{+}} y=\lim\limits_{x\to 1^{+}} \displaystyle\frac{2x+1}{x-1}=+\infty\).
\(\Rightarrow\) Đường thẳng \(x=1\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
Bảng biến thiên
+) Đồ thị
Đồ thị của hàm số giao với trục \(Ox\) tại điểm \(\left(-\displaystyle\frac{1}{2};0\right)\), giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0;-1)\).
Đồ thị của hàm số đã cho được biểu diễn như hình bên. Đồ thị của hàm số có tâm đối xứng là điểm \(I(1;2)\).
b) Ta có \(A(0;-1)\) và \(I(1;2)\).
Do điểm \(B\) đối xứng với \(A\) qua \(I\) nên \(I\) là trung điểm của đoạn \(AB\) \(\Rightarrow B(2;5)\).
Thay tọa độ \(B\) vào đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x+1}{x-1}\) ta có \(5=\displaystyle\frac{2\cdot 2+1}{2-1} \Leftrightarrow 5=5\) (đúng).
Vậy điểm \(B\) cũng thuộc đồ thị hàm số đã cho.
Câu 32:
Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=3+ \displaystyle\frac{1}{x}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{0\}\).
Đạo hàm: \(y'=-\displaystyle\frac{1}{x^2}< 0\) với mọi \(x\in\mathscr{D}\).
Suy ra hàm số nghịch biến trên từng khoảng \((-\infty;0)\) và \((0;+\infty)\).
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}y=3\), \(\lim\limits_{x\to(0)^-}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to(0)^+}y=+\infty\).
Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận ngang \(y=3\) và tiệm cận đứng \(x=0\).
Bảng biến thiên:
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 33:
Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x-3}{1-x}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{1\}\).
\(y'=\displaystyle\frac{-2}{(1-x)^2}< 0\) với mọi \(x\in\mathscr{D}\).
Suy ra hàm số nghịch biến trên từng khoảng \((-\infty;1)\) và \((1;+\infty)\).
Giới hạn: \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}y=-1\), \(\lim\limits_{x\to(1)^-}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to(1)^+}y=+\infty\).
Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận ngang \(y=-1\) và tiệm cận đứng \(x=1\).
Bảng biến thiên:
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 34:
Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số \(y = \displaystyle\frac{2x - 1}{x + 1}\).
Tập xác định: \(D = \mathbb{R} \setminus \left\{ { - 1} \right\}\).
Đạo hàm \(y' = \displaystyle\frac{3}{{{{(x + 1)}^2}}}\) . Vì \(y' > 0\) với mọi \(x \ne - 1\) nên hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \(\left({ - \infty ; - 1}\right)\) và \(\left({ - 1; + \infty }\right)\) .
Tiệm cận:
Ta có \(\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - \infty } y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - \infty } \displaystyle\frac{{2x - 1}}{{x + 1}} = 2; \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } \displaystyle\frac{{2x - 1}}{{x + 1}} = 2\) .
Suy ra đường thẳng \(y = 2\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.
Ta có \(\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - {1^ - }} y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - {1^ - }} \displaystyle\frac{{2x - 1}}{{x + 1}} = + \infty ;\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - {1^ + }} y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - {1^ + }} \displaystyle\frac{{2x - 1}}{{x + 1}} = - \infty \) .
Suy ra đường thẳng \(x = - 1\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
Bảng biến thiên:
Đồ thị:
Đồ thị của hàm số giao với trục \(Ox\) tại điểm \(\left({\displaystyle\frac{1}{2};0}\right)\) , giao với trục \(Oy\) tại điểm \(\left({0; - 1}\right)\) .
Đồ thị của hàm số được biểu diễn trên Hình 3.
Tâm đối xứng của đồ thị hàm số là điểm \(I\left({ - 1;2}\right)\) . Các trục đối xứng của đồ thị hàm số là hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận \(x = - 1\) và \(y = 2\) .
Câu 35:
Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số \(y = \displaystyle\frac{- x + 2}{2x + 3}\) .
Tập xác định: \(D = \mathbb{R} \setminus \left\{ { - \displaystyle\frac{3}{2}} \right\}\)
Đạo hàm \(y' = \displaystyle\frac{{ - 7}}{{{{(2x + 3)}^2}}}\) . Vì \(y' < 0\) với mọi \(x \ne - \displaystyle\frac{3}{2}\) nên hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng \(\left({ - \infty ; - \frac{3}{2}}\right)\) và \(\left({ - \frac{3}{2}; + \infty }\right)\)
Tiệm cận:
Ta có \(\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - \infty } y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - \infty } \displaystyle\frac{{ - x + 2}}{{2x + 3}} = - \displaystyle\frac{1}{2};\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } \displaystyle\frac{{ - x + 2}}{{2x + 3}} = - \displaystyle\frac{1}{2}\) .
Suy ra đường thẳng \(y = - \displaystyle\frac{1}{2}\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.
Ta có \(\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to {{\left({ - \frac{3}{2}}\right)}^ - }} y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to {{\left({ - \frac{3}{2}}\right)}^ - }} \displaystyle\frac{{ - x + 2}}{{2x + 3}} = - \infty ;\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to {{\left({ - \frac{3}{2}}\right)}^ + }} y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to {{\left({ - \frac{3}{2}}\right)}^ + }} \displaystyle\frac{{ - x + 2}}{{2x + 3}} = + \infty \) .
Suy ra đường thẳng \(x = - \displaystyle\frac{3}{2}\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
Bảng biến thiên:
Đồ thị của hàm số giao với trục \(Ox\) tại điểm \(\left({2;0}\right)\) , giao với trục \(Oy\) tại điểm \(\left({0;\displaystyle\frac{2}{3}}\right)\).
Tâm đối xứng của đồ thị hàm số là điểm \(I\left({ - \displaystyle\frac{3}{2}; - \displaystyle\frac{1}{2}}\right)\).
Các trục đối xứng của đồ thị hàm số là hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận \(x = - \displaystyle\frac{3}{2}\) và \(y = - \displaystyle\frac{1}{2}\).
Câu 36:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{3x-2}{x-2}\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus \{2\}\).
Giới hạn và tiệm cận:
\(\lim\limits_{x\to \pm\infty} y=3\). Do đó đường thẳng \(y=3\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.
\(\lim\limits_{x\to 2^{-}} y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to 2^{+}} y=+\infty\). Do đó đường thẳng \(x=2\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
Đạo hàm: \(y^\prime =\displaystyle\frac{-4}{(x-2)^2}\); \(y^\prime < 0 \) với mọi \(x\ne 1\).
Bảng biến thiên
+ Hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng \((-\infty;2)\) và \((2;+\infty)\).
+ Hàm số không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị
Câu 37:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x}{2x+3}\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus \left\{-\displaystyle\frac{3}{2}\right\}\).
Giới hạn và tiệm cận:
\(\lim\limits_{x\to \pm\infty} y=\displaystyle\frac{1}{2}\). Do đó đường thẳng \(y=-\displaystyle\frac{1}{2}\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.
\(\lim\limits_{x\to \left(-\tfrac{3}{2}\right)^{-}} y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to \left(-\tfrac{3}{2}\right)^{+}} y=-\infty\). Do đó đường thẳng \(x=-\displaystyle\frac{3}{2}\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
Đạo hàm: \(y^\prime =\displaystyle\frac{3}{(2x+3)^2}\); \(y^\prime >0 \) với mọi \(x\ne -\displaystyle\frac{3}{2}\).
Bảng biến thiên
+ Hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \(\left(-\infty;\displaystyle\frac{-3}{2}\right)\) và \(\left(\displaystyle\frac{-3}{2};+\infty\right)\).
+ Hàm số không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 38:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{-x + 1}{x - 2}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{2\}\).
Giới hạn, tiệm cận
+) \(\lim\limits_{x \rightarrow 2^+} f(x)=\lim\limits_{x \rightarrow 2^+}\displaystyle\frac{-x + 1}{x - 2}=-\infty\); \(\lim\limits_{x \rightarrow 2^-} f(x)=\lim\limits_{x \rightarrow 2^-}\displaystyle\frac{-x + 1}{x - 2}= +\infty\).
Suy ra đường thẳng \(x = 2\) là đường tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho.
+) \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} f(x)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}\displaystyle\frac{-x + 1}{x - 2}=-1; \lim\limits_{x \rightarrow-\infty} f(x)=\lim\limits_{x \rightarrow -\infty}\displaystyle\frac{-x + 1}{x - 2}=-1\).
Suy ra đường thẳng \(y = -1\) là đường tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đã cho.
Đạo hàm \(y'=\displaystyle\frac{1}{(x - 2)^2}> 0, \forall x \in \mathscr{D}\); \(y'\) không xác định tại \(x = 2\).
Bảng biến thiên
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty ; 2)\) và \((2 ;+\infty)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Đồ thị
+) Vẽ các đường tiệm cận \(x = 2\) và \(y = -1\).
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0 ; -\displaystyle\frac{1}{2})\) và giao với trục \(Ox\) tại điểm \((1 ; 0)\).
+) Đồ thị hàm số đi qua điểm \((3 ;-2)\), nhận giao điểm \(I(2 ;-1)\) của hai đường tiệm cận của đồ thị làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó làm trục đối xứng.
Câu 39:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\displaystyle\frac{1-2x}{2x+4}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\backslash \left\{ -2 \right\}\).
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{8}{(2x+4)^2}>0, \forall x\ne -2\).
Hàm số đồng biến trên các khoảng \(\left(-\infty;-2\right)\) và \(\left(-2;+\infty\right)\).
Giới hạn và tiệm cận.
+) \(\lim\limits_{x \to {-2^-}}y=+\infty; \lim\limits_{x \to {-2^+}}y=-\infty\).
Đồ thị hàm số có tiệm cận đứng \(x=-2\).
+) \(\lim\limits_{x \to \pm \infty}y=-1\). Đồ thị hàm số có tiệm cận ngang \(y=-1\).
Bảng biến thiên:
Đồ thị
+) Vẽ các đường tiệm cận \(x=-2\) và \(y=-1\).
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \(\left(\displaystyle\frac{1}{2};0\right)\) và giao với trục \(Ox\) tại điểm \(\left(0;\displaystyle\frac{1}{4}\right)\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I\left(-2;-1\right)\) của hai đường tiệp cận của đồ thị làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó làm trục đối xứng.
Câu 40:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{2x-1}{x+1}\).
Tập xác định \(D=\mathbb{R}\setminus \{-1\}\).
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{3}{(x+1)^2}>0\) với mọi \(x\) khác \(-1\).
+) Hàm số đồng biến trên khoảng \(\left(-\infty;-1\right)\) và \(\left(-1;+\infty\right)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Giới hạn
\(\underset{x\to +\infty}{\mathop{\lim}}y=\underset{x\to +\infty}{\mathop{\lim}}\displaystyle\frac{2x-1}{x+1}=2;\underset{x\to -\infty}{\mathop{\lim}}y=\underset{x\to -\infty}{\mathop{\lim}}\displaystyle\frac{2x-1}{x+1}=2\).
\(\underset{x\to -1^{-}}{\mathop{\lim}}y=\underset{x\to -1^{-}}{\mathop{\lim}}\displaystyle\frac{2x-1}{x+1}=+\infty;\underset{x\to -1^{+}}{\mathop{\lim}}y=\underset{x\to -1^{+}}{\mathop{\lim}}\displaystyle\frac{2x-1}{x+1}=-\infty\).
Do đó, đồ thị hàm số nhận đường thẳng \(x=-1\) làm tiệm cận đứng và đường thẳng \(y=2\) làm tiệm cận ngang.
Bảng biến thiên
Đồ thị.
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục tung là \(\left(0;-1\right)\).
\(y=0 \Leftrightarrow \displaystyle\frac{2x-1}{x+1}=0\Leftrightarrow x=\displaystyle\frac{1}{2}\).
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục hoành là điểm \(\left(\displaystyle\frac{1}{2};0\right)\).
+) Đồ thị hàm số nhận \(I\left(-1; 2\right)\) làm tâm đối xứng.
Câu 41:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\displaystyle\frac{3x+6}{2-x}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{2\}\).
Giới hạn, tiệm cận:
\(\lim _{x \rightarrow 2^{+}} f(x)=\lim _{x \rightarrow 2^{+}} \frac{3x+6}{2-x}=-\infty ; \lim _{x \rightarrow 2^{-}} f(x)=\lim _{x \rightarrow 2^{-}} \displaystyle\frac{3x+6}{2-x}=+\infty.\)
Suy ra đường thẳng \(x=2\) là đường tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho.
\(\lim _{x \rightarrow+\infty} f(x)=\lim _{x \rightarrow+\infty} \frac{3x+6}{2-x}=-3 ; \lim _{x \rightarrow-\infty} f(x)=\lim _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{3x+6}{2-x}=-3.\)
Suy ra đường thẳng \(y=-3\) là đường tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đã cho.
Ta có \(y^{\prime}=\displaystyle\frac{12}{(2-x)^2}>0, \forall x \in \mathscr{D} ; y^{\prime}\) không xác định tại \(x=2\).
Bảng biến thiên
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty ; 2)\) và \((2 ;+\infty)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Đồ thị:
+) Vẽ các đường tiệm cận \(x=2\) và \(y=-3\).
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(O y\) tại điểm \((0 ;3)\) và giao với trục \(O x\) tại điểm \((-2 ; 0)\).
+) Đồ thị hàm số đi qua điểm \((6 ;-6)\), nhận giao điểm \(I(2 ;-3)\) của hai đường tiệm cận của đồ thị làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó làm trục đối xứng. Đồ thị hàm số được cho như hình bên dưới.
Câu 42:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x-2}{2x+1}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\backslash \left\{ -\displaystyle\frac{1}{2} \right\}\).
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{5}{(2x+1)^2}>0, \forall x\ne -\displaystyle\frac{1}{2}\).
Hàm số đồng biến trên các khoảng \(\left(-\infty;-\displaystyle\frac{1}{2}\right)\) và \(\left(-\displaystyle\frac{1}{2};+\infty\right)\).
Giới hạn và tiệm cận.
+) \(\lim\limits_{x \to {-\tfrac{1}{2}^-}}y=+\infty; \lim\limits_{x \to {-\tfrac{1}{2}^+}}y=-\infty\). Đồ thị hàm số có tiệm cận đứng \(x=-\displaystyle\frac{1}{2}\).
+) \(\lim\limits_{x \to \pm \infty}y=\displaystyle\frac{1}{2}\). Đồ thị hàm số có tiệm cận ngang \(y=\displaystyle\frac{1}{2}\).
Bảng biến thiên
Đồ thị
+) Vẽ các đường tiệm cận \(x=-\displaystyle\frac{1}{2}\) và \(y=\displaystyle\frac{1}{2}\).
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0;-2)\) và giao với trục \(Ox\) tại điểm \((2;0)\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I\left(-\displaystyle\frac{1}{2};\displaystyle\frac{1}{2}\right)\) của hai đường tiệp cận của đồ thị làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó làm trục đối xứng.
Câu 43:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của các hàm số sau: \(y=\displaystyle\frac{x^2-3x+6}{x-1}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{1\}\).
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{(2x-3)(x-1)-(x^2-3x+6)}{(x-1)^2}=\displaystyle\frac{x^2-2x-3}{(x-1)^2}\).
\[y'=0\Leftrightarrow x^2-2x-3=0\Leftrightarrow x=-1;\,x=3.\]
Giới hạn: Ta viết hàm số dưới dạng \(y=x-2+\displaystyle\frac{4}{x-1}\).
+) \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=+\infty\).
+) \(\lim\limits_{x\to1^-}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to1^+}y=+\infty\). Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận đứng \(x=1\).
+) \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}\left[y-(x-2)\right]=\lim\limits_{x\to\pm\infty}\displaystyle\frac{4}{x-1}=0\). Suy ra đồ thị có tiệm cận xiên \(y=x-2\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-1;1)\), \((3;+\infty)\) và nghịch biến trên các khoảng \((-\infty;-1)\), \((1;3)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=-1\), \(y_{_\text{CĐ}}=-5\); đạt cực tiểu tại \(x=3\), \(y_{_\text{CT}}=3\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 44:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{-x^2+2x-4}{x-2}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{2\}\).
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{(-2x+2)(x-2)-(-x^2+2x-4)}{(x-2)^2}=\displaystyle\frac{-x^2+4x}{(x-2)^2}\).
\[y'=0\Leftrightarrow -x^2+4x=0\Leftrightarrow x=0;\,x=4.\]
Giới hạn: Ta viết hàm số dưới dạng \(y=-x-\displaystyle\frac{4}{x-2}\).
+) \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=-\infty\).
+) \(\lim\limits_{x\to2^-}y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to2^+}y=-\infty\). Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận đứng \(x=2\).
+) \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}\left[y-(-x)\right]=\lim\limits_{x\to\pm\infty}\displaystyle\frac{-4}{x-2}=0\). Suy ra đồ thị có tiệm cận xiên \(y=-x\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((0;2)\), \((4;+\infty)\) và nghịch biến trên các khoảng \((-\infty;0)\), \((2;4)\).
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\), \(y_{_\text{CT}}=2\); đạt cực đại tại \(x=4\), \(y_{_\text{CĐ}}=-6\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 45:
Cho hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2+4x-1}{x-1}\).
+) Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số.
+) Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số đã cho trên đoạn \([2;4]\).
+) Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số.
+) Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus \{1\}\).
+) Sự biến thiên
Ta có \(y=x+5+\displaystyle\frac{4}{x-1} \Rightarrow y'=\displaystyle\frac{x^2-2x-3}{(x-1)^2}\);
Xét \(y'=0 \Leftrightarrow x^2-2x-3=0 \Leftrightarrow x=-1;\, x=3.\)
Trên khoảng \((-\infty;-1)\) và \((3;+\infty)\), \(y'>0\) nên hàm số đồng biến trên mỗi khoảng đó.
Trên khoảng \((-1;1)\) và \((1;3)\), \(y'< 0\) nên hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng đó.
Hàm số đạt cực đại tại \(x=-1\), \(y_{\text{CĐ}}=2\) và đạt cực tiểu tại \(x=3\), \(y_{\text{CT}}=10\).
Ta có \(\lim\limits_{x\to -\infty} y=\lim\limits_{x\to -\infty} \displaystyle\frac{x^2+4x-1}{x-1}=-\infty\); \(\lim\limits_{x\to +\infty} y=\lim\limits_{x\to +\infty} \displaystyle\frac{x^2+4x-1}{x-1}=+\infty\).
Lại có \(\lim\limits_{x\to -\infty} \left[\displaystyle\frac{x^2+4x-1}{x-1}-(x+5)\right]=\lim\limits_{x\to -\infty} \displaystyle\frac{4}{x-1}=0\).
\(\lim\limits_{x\to +\infty} \left[\displaystyle\frac{x^2+4x-1}{x-1}-(x+5)\right]=\lim\limits_{x\to +\infty} \displaystyle\frac{4}{x-1}=0\).
\(\Rightarrow\) Đường thẳng \(y=x+5\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.
Mặt khác \(\lim\limits_{x\to 1^{-}} y=\lim\limits_{x\to 1^{-}} \displaystyle\frac{x^2+4x-1}{x-1}=-\infty\); \(\lim\limits_{x\to 1^{+}} y=\lim\limits_{x\to 1^{+}} \displaystyle\frac{x^2+4x-1}{x-1}=+\infty\).
\(\Rightarrow\) Đường thẳng \(x=1\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
Bảng biến thiên
+) Đồ thị
Ta có \(y=0 \Leftrightarrow x^2+4x-1=0 \Leftrightarrow x=-2\pm\sqrt{5}\).
Vậy đồ thị hàm số giao với trục \(Ox\) tại điểm \(\left(-2-\sqrt{5};0\right)\) và điểm \(\left(-2+\sqrt{5};0\right)\).
Đồ thị giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0;1)\).
Đồ thị của hàm số đã cho được biểu diễn như hình bên. Tâm đối xứng của đồ thị hàm số là điểm \(I(1;6)\).
Các trục đối xứng của đồ thị hàm số là hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận \(x=1\) và \(y=x+5\).
+) Ta có bảng biến thiên của hàm số trên trên đoạn \([2;4]\)
Vậy \(\max\limits_{x\in [2;4]} y=y(2)=11\) và \(\min\limits_{x\in [2;4]} y=y(3)=10\).
Câu 46:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=2x-\displaystyle\frac{1}{1-2x}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\left\{\displaystyle\frac{1}{2}\right\}\).
Đạo hàm: \(y'=2-\displaystyle\frac{2}{(1-2x)^2}\).
\[y'=0\Leftrightarrow 2-\displaystyle\frac{2}{(1-2x)^2}=0\Leftrightarrow x=0;\,x=1.\]
Giới hạn: Ta có
+) \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=+\infty\).
+) \(\lim\limits_{x\to \left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)^-}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)^+}y=+\infty\). Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận đứng \(x=\displaystyle\frac{1}{2}\).
+) \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}\left[y-(2x)\right]=\lim\limits_{x\to\pm\infty}\displaystyle\frac{-1}{1-2x}=0\). Suy ra đồ thị có tiệm cận xiên \(y=2x\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty;0)\), \((1;+\infty)\) và nghịch biến trên các khoảng \(\left(0;\displaystyle\frac{1}{2}\right)\), \(\left(\displaystyle\frac{1}{2};1\right)\).
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=1\), \(y_{_\text{CT}}=3\); đạt cực đại tại \(x=0\), \(y_{_\text{CĐ}}=-1\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 47:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x^2-2x+2}{x-1}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{1\}\).
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{(2x-2)(x-1)-(x^2-2x+2)}{(x-1)^2}=\displaystyle\frac{x^2-2x}{(x-1)^2}\).
\[y'=0\Leftrightarrow x^2-2x=0\Leftrightarrow x=0;\,x=2.\]
Giới hạn: Ta viết hàm số dưới dạng \(y=x-1+\displaystyle\frac{1}{x-1}\).
+) \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=+\infty\).
+) \(\lim\limits_{x\to1^-}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to1^+}y=+\infty\). Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận đứng \(x=1\).
+) \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}\left[y-(x-1)\right]=\lim\limits_{x\to\pm\infty}\displaystyle\frac{1}{x-1}=0\). Suy ra đồ thị có tiệm cận xiên \(y=x-2\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty;0)\), \((2;+\infty)\) và nghịch biến trên các khoảng \((0;-1)\), \((1;2)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=0\), \(y_{_\text{CĐ}}=-2\); đạt cực tiểu tại \(x=2\), \(y_{_\text{CT}}=2\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 48:
Cho hàm số \(y=\displaystyle\frac{-x^2+3x+1}{x+2}\).
a) Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số đã cho
b) Tìm tọa độ trung điểm nối hai điểm cực trị của đồ thị hàm số. Có nhận xét gì về điểm này?
a) Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{-x^2+3x+1}{x+2}\)
Tập xác định: \(\mathbb{R} \backslash\{-2\}\).
Ta viết hàm số đã cho dưới dạng \(y= -x+5 -\displaystyle\frac{9}{x+2}\).
\(\lim\limits_{x \rightarrow +\infty} y= -\infty, \lim\limits_{x \rightarrow -\infty} y= +\infty\).
\(\lim\limits_{x \rightarrow (-2)^{-}} y= +\infty, \lim\limits_{x \rightarrow (-2)^{+}} y= -\infty\).\\Do đó, đường thẳng \(x=-2\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
\(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}[y - (-x+5)]=\lim\limits_{x \rightarrow +\infty} \displaystyle\frac{-9}{x+2}=0, \lim\limits_{x \rightarrow-\infty}[y - (-x+5)]=\lim\limits_{x \rightarrow +\infty} \displaystyle\frac{-9}{x+2}=0\).
Do đó, đường thẳng \(y= -x+5 \) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.
Ta có \(y'=\displaystyle\frac{-x^2-4x+5}{(x+2)^2}\). Ta có \(y'=0 \Leftrightarrow x=-5\) hoặc \(x=1\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-5;-2)\), \((-2;1)\) và nghịch biến trên các khoảng \((-\infty;-5)\), \((1;+\infty)\).
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=-5\), \(y_{_\text{CT}}=13\); đạt cực đại tại \(x=1\), \(y_{_\text{CĐ}}=1\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
b) Tìm tọa độ trung điểm nối hai điểm cực trị của đồ thị hàm số. Có nhận xét gì về điểm này?
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=-5\), \(y_{_\text{CT}}=13\); đạt cực đại tại \(x=1\), \(y_{_\text{CĐ}}=1\). Do đó trung điểm nối hai điểm cực trị của đồ thị hàm số là \(I(-2;7)\). Đây cũng là tọa độ giao điểm của đường tiệm cận đứng và đương tiệm cận xiên của đồ thị hàm số
Câu 49:
Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số \( y = \displaystyle\frac{x^2+ 2x - 2}{x - 1}\).
Tập xác định: \(D = \mathbb{R} \setminus \left\{ 1 \right\}\)
Đạo hàm \(y' = \displaystyle\frac{{{x^2} - 2x}}{{{{(x - 1)}^2}}}\) .
Ta có \(y' = 0 \Leftrightarrow x = 0\) hoặc \(x = 2\) .
Trên các khoảng \(\left({ - \infty ;0}\right)\) và \(\left({2; + \infty }\right),y' > 0\) nên hàm số đồng biến trên mỗi khoảng đó.
Trên các khoảng \(\left({0;1}\right)\) và \( \left({1;2}\right),y' < 0 \) nên hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng đó.
Cực trị:
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x = 2\) và \({y_{CT}} = 6\) .
Hàm số đạt cực đại tại \(x = 0\) và \({y_{CĐ}} = 2\) .
Các giới hạn tại vô cực và tiệm cận:
\(\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - \infty } y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to - \infty } \displaystyle\frac{{{x^2} + 2x - 2}}{{x - 1}} = - \infty ;\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } \displaystyle\frac{{{x^2} + 2x - 2}}{{x - 1}} = + \infty \)
Ta có:
\(a = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } \displaystyle\frac{{{x^2} + 2x - 2}}{{{x^2} - x}} = 1\) và \(b = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } \left({\displaystyle\frac{{{x^2} + 2x - 2}}{{x - 1}} - x}\right) = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to + \infty } \displaystyle\frac{{3x - 2}}{{x - 1}} = 3\) .
Suy ra đường thẳng \(y = x + 3\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.
Ta có
\(\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to {1^ - }} y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to {1^ - }} \displaystyle\frac{{{x^2} + 2x - 2}}{{x - 1}} = - \infty ;\mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to 1 + } y = \mathop {{\rm{lim}}}\limits_{x \to 1 + } \displaystyle\frac{{{x^2} + 2x - 2}}{{x - 1}} = + \infty \) .
Suy ra đường thẳng \(x = 1\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
Bảng biến thiên:
Đồ thị:
Ta có \(y=0\Leftrightarrow x^2+2x-2=0\Leftrightarrow x=-1+\sqrt{3}\) hoặc \(x=-1-\sqrt{3}\).
Vậy đồ thị hàm số giao với trục \(Ox\) tại điểm \((-1+\sqrt{3}; 0)\) và điểm \((-1-\sqrt{3}; 0)\).
Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0; 2)\).
Đồ thị hàm số được biểu diễn trên Hình 5.
Tâm đối xứng của đồ thị hàm số là điểm \(I(1; 4)\).
Các trục đối xứng của đồ thị hàm số là hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận \(x=1\) và \(y=x+3\).
Câu 50:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(\displaystyle\frac{x^2+2x+4}{x}\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus \left\{0\right\}\).
Ta viết hàm số dưới dạng \(y=x+2+\displaystyle\frac{4}{x}\).
Giới hạn và tiệm cận:
+) \(\lim\limits_{x\to -\infty} y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to +\infty} y=+\infty\).
\(\lim\limits_{x\to 0^{-}} y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to 0^{+}} y=+\infty\).
Do đó đường thẳng \(x=0\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
+) \(\lim\limits_{x\to -\infty} [y-(x+2)]=0\), \(\lim\limits_{x\to + \infty} [y-(x+2)]=0\).
Do đó đường thẳng \(y=x+2\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.
Đạo hàm: \(y^\prime =\displaystyle\frac{x^2-4}{x^2}\);
\(y^\prime =0 \Leftrightarrow \displaystyle\frac{x^2-4}{x^2}=0\Leftrightarrow \) \(x=\pm 2\).
Bảng biến thiên
+) Hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \(\left(-\infty;-2\right)\) và \(\left(2;+\infty\right)\), hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng \(\left(-2;0\right)\) và \(\left(0;2\right)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=-2\), \(y_{\text{CĐ}}=-2\), hàm số đạt cực tiểu tại \(x=2\), \(y_{\text{CT}}=6\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 51:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x^2+4x+5}{x+2}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\backslash \{-2\}\).
Giới hạn, tiệm cận:
Ta có: \(y=\displaystyle\frac{x^2+4x+5}{x+2}=x+2+\displaystyle\frac{1}{x+2}\);
\(\displaystyle\lim _{x \to +\infty} f(x)=\displaystyle\lim _{x \to +\infty} \left(x+2+\displaystyle\frac{1}{x+2}\right)=+\infty\); \(\displaystyle\lim _{x \to -\infty} f(x)=\displaystyle\lim _{x \to -\infty} \left(x+2+\displaystyle\frac{1}{x+2}\right)=-\infty\).
Ta có: \(\displaystyle\lim _{x \to -2^+} f(x)=\displaystyle\lim _{x \to -2^+} \displaystyle\frac{x^2+4x+5}{x+2}=+\infty\); \(\displaystyle\lim _{x \to -2^-} f(x)=\displaystyle\lim _{x \to -2^-} \displaystyle\frac{x^2+4x+5}{x+2}=-\infty\).
Suy ra đường thẳng \(x=-2\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho.
\(\displaystyle\lim _{x \to +\infty} \left[f(x)-(x+2)\right]=\displaystyle\lim _{x \to +\infty} \displaystyle\frac{1}{x+2}=0\); \(\displaystyle\lim _{x \to -\infty} \left[f(x)-(x+2)\right]=\displaystyle\lim _{x \to -\infty} \displaystyle\frac{1}{x+2}=0\).
Suy ra đường thẳng \(y=x+2\) là đường tiệm cận xiên của đồ thị hàm số đã cho.
Bảng biến thiên:
Ta có: \(y^{\prime}=1-\displaystyle\frac{1}{(x+2)^2}=\displaystyle\frac{x^2+4x+3}{(x+2)^2}\);
\(y^{\prime}=0\Leftrightarrow x=-3\) hoặc \(x=-1\).
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty;-3)\) và \((-1;+\infty)\);
Hàm số nghịch biến trên các khoảng \((-3;-2)\) và \((-2;-1)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại điểm \(x=-3,\, f_{\text{CĐ}}=f(-3)=-2\);
Hàm số đạt cực tiểu tại điểm \(x=-1,\, f_{\text{CT}}=f(-1)=2\).
Đồ thị:
Vẽ các đường tiệm cận \(x=-2\) và \(y=x+2\).
Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \(\left(0;\displaystyle\frac{5}{2}\right)\) và không giao với trục \(Ox\).
Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I(-1;2)\) của hai đường tiệm cận của đồ thị làm tâm đối xưng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó là trục đối xứng.
Câu 52:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\displaystyle\frac{2x^2-x+1}{1-x}\).
Tập xác định: \(\mathbb{R}\setminus\{1\}\).
Gới hạn, tiệm cận:
Ta có:
\(\begin{aligned}&y=\displaystyle\frac{2 x^2-x+1}{1-x}=-2 x-1+\frac{2}{1-x};\\&\lim\limits_{x\to+\infty}f(x)=\lim\limits_{x\to+\infty}\left(-2 x-1+\displaystyle\frac{2}{1-x}\right)=-\infty;\\&\lim\limits_{x\to-\infty}f(x)=\lim\limits_{x\to-\infty}\left(-2 x-1+\displaystyle\frac{2}{1-x}\right)=+\infty.\end{aligned}\)
Ta có:
\(\begin{aligned}&\lim\limits_{x\to1^+}f(x)=\lim\limits_{x\to1^+}\displaystyle\frac{2 x^2-x+1}{1-x}=+\infty;\\&\lim\limits_{x\to1^-}f(x)=\lim\limits_{x\to1^-}\displaystyle\frac{2 x^2-x+1}{1-x}=-\infty.\end{aligned}\)
Suy ra đường thẳng \(x=1\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
\(\lim\limits_{x\to+\infty}\left[f(x)-\left(-2 x-1\right)\right]=\lim\limits_{x\to+\infty}\frac{2}{1-x}=0\);\(\lim\limits_{x\to-\infty}\left[f(x)-\left(-2 x-1\right)\right]=\lim\limits_{x\to-\infty}\frac{2}{1-x}=0\).
Suy ra đường thẳng \(y=-2 x-1\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số đã cho.
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{-2 x^2+4 x}{\left(1-x\right)^2}\);
\(y'=0 \Leftrightarrow x=0\) hoặc \(x=2\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số nghịch biến trên các khoảng \(\left(-\infty;0\right)\) và \(\left(2;+\infty\right)\);
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \(\left(0;1\right)\) và \(\left(2;1\right)\).
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\) và \(y_{\text{CT}}=1\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=2\) và \(y_{\text{CĐ}}=-7\).
Đồ thị:
+) Vẽ các đường tiệm cận \(x=1\) và \(y=-2 x-1\).
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \(\left(0;1\right)\) và không giao trục \(Ox\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I\left(1;-3\right)\) của hai đường tiệm cận của đồ thị làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó làm trục đối xứng.
Câu 53:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x^2+2x+2}{x+1}\).
Tập xác định: \(\mathbb{R}\setminus\{-1\}\).
Gới hạn, tiệm cận:
Ta có:
\(\begin{aligned}&y=\displaystyle\frac{x^2+2 x+2}{x+1}=x+1+\frac{1}{x+1};\\&\lim\limits_{x\to+\infty}f(x)=\lim\limits_{x\to+\infty}\left(x+1+\displaystyle\frac{1}{x+1}\right)=+\infty;\\&\lim\limits_{x\to-\infty}f(x)=\lim\limits_{x\to-\infty}\left(x+1+\displaystyle\frac{1}{x+1}\right)=-\infty.\end{aligned}\)
Ta có:
\(\begin{aligned}&\lim\limits_{x\to-1^+}f(x)=\lim\limits_{x\to-1^+}\displaystyle\frac{x^2+2 x+2}{x+1}=+\infty;\\&\lim\limits_{x\to-1^-}f(x)=\lim\limits_{x\to-1^-}\displaystyle\frac{x^2+2 x+2}{x+1}=-\infty.\end{aligned}\)
Suy ra đường thẳng \(x=-1\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
\(\lim\limits_{x\to+\infty}\left[f(x)-\left(x+1\right)\right]=\lim\limits_{x\to+\infty}\frac{1}{x+1}=0\);\(\lim\limits_{x\to-\infty}\left[f(x)-\left(x+1\right)\right]=\lim\limits_{x\to-\infty}\frac{1}{x+1}=0\).
Suy ra đường thẳng \(y=x+1\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số đã cho.
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{x^2+2 x}{\left(x+1\right)^2}\);
\(y'=0 \Leftrightarrow x=-2\) hoặc \(x=0\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \(\left(-\infty;-2\right)\) và \(\left(0;+\infty\right)\);
+) Hàm số nghịch biến trên các khoảng \(\left(-2;-1\right)\) và \(\left(0;-1\right)\).
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=-2\) và \(y_{\text{CĐ}}=-2\).
+) Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\) và \(y_{\text{CT}}=2\).
Đồ thị:
+) Vẽ các đường tiệm cận \(x=-1\) và \(y=x+1\).
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \(\left(0;2\right)\) và không giao trục \(Ox\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I\left(-1;0\right)\) của hai đường tiệm cận của đồ thị làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó làm trục đối xứng.
Câu 54:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{2x^2-x+4}{x-1}\).
Tập xác định của hàm số: \(\mathbb{R} \setminus\{1\}\).
Viết \(y=2x+1+\displaystyle\frac{5}{x-1}\), ta có \(y^{\prime}=2-\displaystyle\frac{5}{(x-1)^{2}}\) với mọi \(x \neq-1\).
Suy ra
\[y'=0\Leftrightarrow x=1\pm \displaystyle\frac{\sqrt{10}}{2}.\]
+) Trên các khoảng \(\left(-\infty;1-\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{2}\right)\) và \(\left(1+\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{2};+\infty\right)\) thì \(y'>0\) nên hàm số đồng biến trên các khoảng này.
+) Trên các khoảng \(\left(1-\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{2};1\right)\) và \(\left(1;1+\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{2}\right)\) thì \(y'< 0\) nên hàm số nghịch biến trên các khoảng này.
+) Đồ thị hàm số có điểm cực đại là \((x_{\text{cđ}};y_{\text{cđ}})=\left(1-\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{2};3-2\sqrt{10}\right)\) và điểm cực tiểu là \((x_{\text{ct}},y_{\text{ct}})=\left(1+\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{2}; 3+2\sqrt{10}\right)\).
Tiệm cận:
\(\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} y=-\infty\); \(\lim\limits _{x \rightarrow+\infty} y=+\infty\).
\(\lim\limits _{x \rightarrow 1^{-}} y=-\infty;\) \(\lim\limits _{x \rightarrow 1^{+}} y=+\infty;\)
\(\lim\limits _{x \rightarrow+\infty}[y-(2x+1)]= \lim\limits _{x \rightarrow-\infty}[y-(2x+1)]=0.\)
Do đó, đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=1\), tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=2x+1\).
Bảng biến thiên
Đồ thị
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục tung là điểm \((0 ;-4)\).
+) Ta có \(y=0 \Leftrightarrow 2x^{2}-x+4=0\). Phương trình này vô nghiệm nên đồ thị hàm số không cắt trục hoành.
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I(1;3)\) của hai đường tiệm cận làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của góc tạo bởi hai đường tiệm cận này làm các trục đối xứng.
Câu 55:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x^2+2x+1}{x+3}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R} \setminus\{-3\}\).
Viết \(y=x-1+\displaystyle\frac{4}{x+3}\), ta có \(y^{\prime}=1-\displaystyle\frac{4}{(x+3)^{2}}\) với mọi \(x \neq -3\).
Suy ra \( y'=0\Leftrightarrow x=-5\) hoặc \(x=-1\).
+) Trên các khoảng \(\left(-\infty;-5\right)\) và \(\left(-1;+\infty\right)\) thì \(y'>0\) nên hàm số đồng biến trên các khoảng này.
+) Trên các khoảng \(\left(-5;-3\right)\) và \(\left(-3;-1\right)\) thì \(y'< 0\) nên hàm số nghịch biến trên các khoảng này.
+) Đồ thị hàm số có điểm cực đại là \((x_{\text{cđ}};y_{\text{cđ}})=\left(-5;-8\right)\) và điểm cực tiểu là \((x_{\text{ct}},y_{\text{ct}})=\left(-1; 0\right)\).
Tiệm cận:
\(\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} y=-\infty\); \(\lim\limits _{x \rightarrow+\infty} y=+\infty\).
\(\lim\limits _{x \rightarrow (-3)^{-}} y=-\infty ; \lim\limits _{x \rightarrow (-3)^{+}} y=+\infty\);
\(\lim\limits _{x \rightarrow+\infty}[y-(x-1)]= \lim\limits _{x \rightarrow-\infty}[y-(x-1)]=0.\)
Do đó, đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=1\), tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=x-1\).
Bảng biến thiên
Đồ thị
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục tung là điểm \(\left(0;\displaystyle\frac{1}{3}\right)\).
+) Ta có \(y=0 \Leftrightarrow x^2+2x+1=0 \Leftrightarrow x=-1.\)
Đồ thị hàm số cắt trục hoành tại điểm \((0,-1)\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I(-3;-4)\) của hai đường tiệm cận làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của góc tạo bởi hai đường tiệm cận này làm các trục đối xứng.
Câu 56:
Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2-x-1}{x-2}\).
Tập xác định của hàm số là \(\mathbb{R}\setminus\{2\}\).
Viết \(y=x+1+\displaystyle\frac{1}{x-2}\).
Ta có: \(y^{\prime}=1-\displaystyle\frac{1}{(x-2)^{2}}=\displaystyle\frac{x^{2}-4 x+3}{(x-2)^{2}}\).
Suy ra \(y^{\prime}=0 \Leftrightarrow \displaystyle\frac{x^{2}-4 x+3}{(x-2)^{2}}=0 \Leftrightarrow x=1\) hoặc \(x=3\).
+) Trên các khoảng \((-\infty ; 1)\) và \((3 ;+\infty), y^{\prime}>0\) nên hàm số đồng biến trên từng khoảng này.
+) Trên các khoảng \((1 ; 2)\) và \((2 ; 3), y^{\prime}< 0\) nên hàm số nghịch biến trên từng khoảng này.
+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=1\) với \(y_{C D}=1\); hàm số đạt cực tiểu tại \(x=3\) với \(y_{C T}=5\).
Tiệm cận
\(\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} y=\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{x^{2}-x-1}{x-2}=\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{x-1-\displaystyle\frac{1}{x}}{1-\displaystyle\frac{2}{x}}=-\infty\);
\(\lim \limits_{x \rightarrow+\infty} y=\lim \limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x^{2}-x-1}{x-2}=\lim\limits _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x-1-\displaystyle\frac{1}{x}}{1-\displaystyle\frac{2}{x}}=+\infty\).
\(\lim\limits _{x \rightarrow 2^{-}} y=\lim\limits _{x \rightarrow 2^{-}}\left(x+1+\displaystyle\frac{1}{x-2}\right)=-\infty;\) \(\lim\limits _{x \rightarrow 2^{+}} y=\lim\limits _{x \rightarrow 2^{+}}\left(x+1+\displaystyle\frac{1}{x-2}\right)=+\infty;\)
\(\lim\limits _{x \rightarrow+\infty}[y-(x+1)]=\lim\limits _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{1}{x-2}=0 ; \lim\limits _{x \rightarrow-\infty}[y-(x+1)]=\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{1}{x-2}=0.\)
Do đó, đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=2\), tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=x+1\).
Bảng biến thiên
Đồ thị
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục tung là điểm \(\left(0 ; \displaystyle\frac{1}{2}\right)\).
+) Ta có \(y=0 \Leftrightarrow \displaystyle\frac{x^{2}-x-1}{x-2}=0 \Leftrightarrow x=\displaystyle\frac{1-\sqrt{5}}{2}\) hoặc \(x=\displaystyle\frac{1+\sqrt{5}}{2}\). Do đó giao điểm của đồ thị hàm số với trục hoành là các điểm \(\left(\displaystyle\frac{1-\sqrt{5}}{2} ; 0\right)\) và \(\left(\displaystyle\frac{1+\sqrt{5}}{2} ; 0\right)\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I(2 ; 3)\) của hai đường tiệm cận làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận này làm các trục đối xứng.
Câu 57:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2+x-2}{x+1}\).
Tập xác định của hàm số: \(\mathbb{R} \setminus\{-1\}\).
Viết \(y=x-\displaystyle\frac{2}{x+1}\), ta có \(y^{\prime}=1+\displaystyle\frac{2}{(x+1)^{2}}>0\) với mọi \(x \neq-1\).
+) Hàm số đồng biến trên từng khoảng \((-\infty ;-1)\) và \((-1 ;+\infty)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Tiệm cận:
\(\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} y=\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{x^{2}+x-2}{x+1}=\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{x+1-\displaystyle\frac{2}{x}}{1+\displaystyle\frac{1}{x}}=-\infty\);\\ \(\lim\limits _{x \rightarrow+\infty} y=\lim\limits _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x^{2}+x-2}{x+1}=\lim\limits _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x+1-\displaystyle\frac{2}{x}}{1+\displaystyle\frac{1}{x}}=+\infty\).
\(\lim\limits _{x \rightarrow-1^{-}} y=\lim\limits _{x \rightarrow-1^{-}}\left(x-\displaystyle\frac{2}{x+1}\right)=+\infty\); \(\lim\limits _{x \rightarrow-1^{+}} y=\lim\limits _{x \rightarrow-1^{+}}\left(x-\displaystyle\frac{2}{x+1}\right)=-\infty;\)
\(\lim\limits _{x \rightarrow+\infty}[y-x]=\lim\limits _{x \rightarrow+\infty}\left(-\displaystyle\frac{2}{x+1}\right)=0 ; \lim\limits _{x \rightarrow-\infty}[y-x]=\lim\limits _{x \rightarrow-\infty}\left(-\displaystyle\frac{2}{x+1}\right)=0.\)
Do đó, đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=-1\), tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=x\).
Bảng biến thiên:
Đồ thị:
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục tung là điểm \((0 ;-2)\).
+) Ta có \(y=0 \Leftrightarrow \displaystyle\frac{x^{2}+x-2}{x+1}=0 \Leftrightarrow x=-2\) hoặc \(x=1\).
Do đó giao điểm của đồ thị hàm số với trục hoành là các điểm \((-2 ; 0)\) và \((1 ; 0)\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I(-1 ;-1)\) của hai đường tiệm cận làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của góc tạo bởi hai đường tiệm cận này làm các trục đối xứng.
Câu 58:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=2x+\displaystyle\frac{3}{2-x}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R} \backslash\{2\}\).
Giới hạn, tiệm cận:
\(\lim _{x \rightarrow 2^{+}} f(x)=\lim _{x \rightarrow 2^{+}} \left(2 x+\displaystyle\frac{3}{2-x}\right) =-\infty ; \lim _{x \rightarrow 2^{-}} f(x)=\lim _{x \rightarrow 2^{-}} \left(2 x+\displaystyle\frac{3}{2-x}\right)=+\infty.\)
Suy ra đường thẳng \(x=2\) là đường tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho.
\(\lim _{x \rightarrow+\infty} f(x)=\lim _{x \rightarrow+\infty} \frac{3}{2-x}=0 ; \lim _{x \rightarrow-\infty} f(x)=\lim _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{3}{2-x}=0.\)
Suy ra đường thẳng \(y=2x\) là đường tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đã cho.
Ta có \(y'=2+\displaystyle\frac{3}{(2-x)^2}>0, \forall x \in \mathscr{D}\); \(y'\) không xác định tại \(x=2\).
Bảng biến thiên
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty ; 2)\) và \((2 ;+\infty)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Đồ thị:
+) Vẽ các đường tiệm cận \(x=2\) và \(y=2x\).
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(O y\) tại điểm \(\left(0 ;\displaystyle\frac{3}{2}\right) \) và giao với trục \(O x\) tại điểm \(\left(\displaystyle\frac{2+\sqrt{10}}{2} ; 0\right) \) và \(\left(\displaystyle\frac{2-\sqrt{10}}{2} ; 0\right) \)
+) Đồ thị nhận giao điểm \(I(2 ;4)\) của hai đường tiệm cận làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó làm trục đối xứng. Đồ thị hàm số được cho như hình bên dưới.
Câu 59:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x^2-2x-3}{x-2}\).
Tập xác định: \(\mathbb{R}\setminus\{2\}\).
Gới hạn, tiệm cận:
Ta có:
\(\begin{aligned}[t]&y=\displaystyle\frac{x^2-2 x-3}{x-2}=x-\frac{3}{x-2};\\&\lim\limits_{x\to+\infty}f(x)=\lim\limits_{x\to+\infty}\left(x-\displaystyle\frac{3}{x-2}\right)=+\infty;\\&\lim\limits_{x\to-\infty}f(x)=\lim\limits_{x\to-\infty}\left(x-\displaystyle\frac{3}{x-2}\right)=-\infty.\end{aligned}\)
Ta có:
\(\lim\limits_{x\to2^+}f(x)=\lim\limits_{x\to2^+}\displaystyle\frac{x^2-2 x-3}{x-2}=+\infty\); \(\lim\limits_{x\to2^-}f(x)=\lim\limits_{x\to2^-}\displaystyle\frac{x^2-2 x-3}{x-2}=-\infty\).
Suy ra đường thẳng \(x=2\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
\(\lim\limits_{x\to+\infty}\left[f(x)-(x)\right]=\lim\limits_{x\to+\infty}-\frac{3}{x-2}=0\);
\(\lim\limits_{x\to-\infty}\left[f(x)-(x)\right]=\lim\limits_{x\to-\infty}-\frac{3}{x-2}=0\).
Suy ra đường thẳng \(y=x\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số đã cho.
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{x^2-4 x+7}{\left(x-2\right)^2}\);
Phương trình \(y'=0\) vô nghiệm, \(y'\) không xác định tại \(x=2\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \(\left(-\infty;2\right)\) và \(\left(2;+\infty\right)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị:
+) Vẽ các đường tiệm cận \(x=2\) và \(y=x\).
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \(\left(0;\frac{3}{2}\right)\) và giao với trục \(Ox\) tại \(\left(-1;0\right)\) và \(\left(3; 0\right)\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I\left(2;2\right)\) của hai đường tiệm cận của đồ thị làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó làm trục đối xứng.
Câu 60:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x^2-2x}{x-1}\).
Tập xác định \(D=\mathbb{R}\setminus \{1\}\).
Đạo hàm: \(y=\displaystyle\frac{x^2-2x}{x-1}=x-1-\displaystyle\frac{1}{x-1}\).
\(y'=\displaystyle\frac{(2x-2)(x-1)-(x^2-2x)}{(x-1)^2}=\displaystyle\frac{x^2-2x+2}{(x-1)^2}=\displaystyle\frac{(x-1)^2+1}{(x-1)^2}>0\) với mọi \(x\) khác \(1\).
Do đó, hàm số đồng biến trong khoảng \(\left(-\infty;1\right)\) và \(\left(1;+\infty\right)\).
Hàm số không có cực trị.
Giới hạn
\(\underset{x\to +\infty}{\mathop{\lim}}y=\underset{x\to +\infty}{\mathop{\lim}}\displaystyle\frac{x^2-2x}{x-1}=+\infty;\underset{x\to -\infty}{\mathop{\lim}}y=\underset{x\to -\infty}{\mathop{\lim}}\displaystyle\frac{x^2-2x}{x-1}=-\infty\).
\(\underset{x\to{1^{-}}}{\mathop{\lim}}y=\underset{x\to{1^{-}}}{\mathop{\lim}}\displaystyle\frac{x^2-2x}{x-1}=+\infty;\underset{x\to{1^{+}}}{\mathop{\lim}}y=\underset{x\to{1^{+}}}{\mathop{\lim}}\displaystyle\frac{x^2-2x}{x-1}=-\infty\).
\(\underset{x\to +\infty}{\mathop{\lim}}[y-(x-1)]=\underset{x\to +\infty}{\mathop{\lim}}\left(x-1-\displaystyle\frac{1}{x-1}-(x-1)\right)=\underset{x\to +\infty}{\mathop{\lim}}-\displaystyle\frac{1}{x-1}=0\).
\(\underset{x\to -\infty}{\mathop{\lim}}[y-(x-1)]=\underset{x\to -\infty}{\mathop{\lim}}\left(x-1-\displaystyle\frac{1}{x-1}-(x-1)\right)=\underset{x\to -\infty}{\mathop{\lim}}-\displaystyle\frac{1}{x-1}=0\).
Do đó, đồ thị hàm số nhận đường thẳng \(x=1\) làm tiệm cận đứng và đường thẳng \(y=x-1\) làm tiệm cận xiên.
Bảng biến thiên
Đồ thị.
+) Giao điểm của đồ thị hàm số với trục tung là \(\left(0;0\right)\).
\(y=0\Leftrightarrow \displaystyle\frac{x^2-2x}{x-1}=0\Leftrightarrow x=0 ;\,x=2\).
+) Đồ thị hàm số giao với \(Ox\) tại các điểm \(\left(0;0\right)\) và \(\left(2;0\right)\).
+) Đồ thị hàm số nhận \(I\left(1; 0\right)\) làm tâm đối xứng.
Câu 61:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=-x-1+\displaystyle\frac{1}{x+1}\).
Tập xác định: \(\mathbb{R}\setminus\{-1\}\).
Gới hạn, tiệm cận:
Ta có:
\(\begin{aligned}&y=-x-1+\frac{1}{x+1};\\&\lim\limits_{x\to+\infty}f(x)=\lim\limits_{x\to+\infty}\left(-x-1+\displaystyle\frac{1}{x+1}\right)=-\infty;\\&\lim\limits_{x\to-\infty}f(x)=\lim\limits_{x\to-\infty}\left(-x-1+\displaystyle\frac{1}{x+1}\right)=+\infty.\end{aligned}\)
Ta có:
\(\begin{aligned}&\lim\limits_{x\to-1^+}f(x)=\lim\limits_{x\to-1^+}\displaystyle\frac{-x^2-2 x}{x+1}=+\infty;\\&\lim\limits_{x\to-1^-}f(x)=\lim\limits_{x\to-1^-}\displaystyle\frac{-x^2-2 x}{x+1}=-\infty.\end{aligned}\)
Suy ra đường thẳng \(x=-1\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
\(\lim\limits_{x\to+\infty}\left[f(x)-\left(-x-1\right)\right]=\lim\limits_{x\to+\infty}\frac{1}{x+1}=0\);\(\lim\limits_{x\to-\infty}\left[f(x)-\left(-x-1\right)\right]=\lim\limits_{x\to-\infty}\frac{1}{x+1}=0\).
Suy ra đường thẳng \(y=-x-1\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số đã cho.
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{-x^2-2 x-2}{\left(x+1\right)^2}\);
Phương trình \(y'=0\) vô nghiệm, \(y'\) không xác định tại \(x=-1\).
+) Hàm số nghịch biến trên các khoảng \(\left(-\infty;-1\right)\) và \(\left(-1;+\infty\right)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị:
+) Vẽ các đường tiệm cận \(x=-1\) và \(y=-x-1\).
+) Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \(\left(0;0\right)\) và giao với trục \(Ox\) tại \(\left(-2;0\right)\) và \(\left(0; 0\right)\).
+) Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I\left(-1;0\right)\) của hai đường tiệm cận của đồ thị làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó làm trục đối xứng.
Câu 62:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x^2+4x+3}{x+2}\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus \left\{-2\right\}\).
Ta viết hàm số dưới dạng \(y=x+2-\displaystyle\frac{1}{x+2}\).
Giới hạn và tiệm cận:
+) \(\lim\limits_{x\to -\infty} y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to +\infty} y=+\infty\).
\(\lim\limits_{x\to -2^{-}} y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to -2^{+}} y=-\infty\).
Do đó đường thẳng \(x=-2\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
+) \(\lim\limits_{x\to -\infty} [y-(x+2)]=0\), \(\lim\limits_{x\to + \infty} [y-(x+2)]=0\).
Do đó đường thẳng \(y=x+2\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.
Đạo hàm: \(y^\prime =\displaystyle\frac{x^2+4x+5}{(x+2)^2}\); Suy ra \(y^\prime >0\) với mọi \(x \ne -2\).
Bảng biến thiên
+) Hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \(\left(-\infty;-2\right)\) và \(\left(-2;+\infty\right)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 63:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{-x^2-x+2}{x+1}\).
+) Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\backslash \{-1\}\).
+) Giới hạn, tiệm cận:
Ta có: \(y=\displaystyle\frac{-x^2-x+2}{x+1}=-x+\displaystyle\frac{2}{x+1}\);
\(\displaystyle\lim _{x \to +\infty} f(x)=\displaystyle\lim _{x \to +\infty} \left(-x+\displaystyle\frac{2}{x+1}\right)=-\infty\); \(\displaystyle\lim _{x \to -\infty} f(x)=\displaystyle\lim _{x \to -\infty} \left(-x+\displaystyle\frac{2}{x+1}\right)=+\infty\).
Ta có: \(\displaystyle\lim _{x \to -1^+} f(x)=\displaystyle\lim _{x \to -1^+} \displaystyle\frac{-x^2-x+2}{x+1}=+\infty\); \(\displaystyle\lim _{x \to -1^-} f(x)=\displaystyle\lim _{x \to -1^-} \displaystyle\frac{-x^2-x+2}{x+1}=-\infty\).
Suy ra đường thẳng \(y=-x\) là đường tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho.
\(\displaystyle\lim _{x \to +\infty} [f(x)-(-x)]=\displaystyle\lim _{x \to +\infty} \displaystyle\frac{2}{x+1}=0\); \(\displaystyle\lim _{x \to -\infty} [f(x)-(-x)]=\displaystyle\lim _{x \to -\infty} \displaystyle\frac{2}{x+1}=0\).
Suy ra đường thẳng \(x=-1\) là đường tiệm cận xiên của đồ thị hàm số đã cho.
+) Bảng biến thiên:
Ta có \(y^{\prime}=-1-\displaystyle\frac{2}{(x+1)^2}=\displaystyle\frac{-x^2-2x-3}{(x+1)^2}\).
Phương trình \(y^{\prime}=0\) vô nghiệm, \(y^{\prime}\) không xác định tại \(x=-1\).
+) Hàm số nghịch biến trên các khoảng \((-\infty;-1)\) và \((-1;+\infty)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Đồ thị:
Vẽ các đường tiệm cận \(x=-1\) và \(y=-x\).
Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại \((0;2)\) và giao với trục \(Ox\) tại \((-2;0)\) và \((1;0)\).
Đồ thị hàm số nhận giao điểm \(I(-1;1)\) của hai đường tiệm cận của đồ thị hàm số làm tâm đối xứng và nhận hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận đó làm trục đối xứng.
Câu 64:
Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{-x^2-3x+4}{x+2}\).
Tập xác định: \(D=\mathbb{R} \setminus\{-2\}\).
Đạo hàm \(y'=\displaystyle\frac{-x^2-4x-10}{(x+2)^2}\). Vì \(y' < 0\) với mọi \(x \neq-2\) nên hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng \((-\infty;-2)\) và \((-2;+\infty)\).
Các giới hạn tại vô cực, giới hạn vô cực và tiệm cận:
\(\lim\limits_{x \to-\infty} y=\lim\limits_{x \to-\infty} \displaystyle\frac{-x^2-3 x+4}{x+2}=+\infty; \lim\limits_{x \to+\infty} y=\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{-x^2-3 x+4}{x+2}=-\infty.\)
Ta có
\(a=\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{-x^2-3x+4}{x^2+2x}=-1\).
\(b=\lim\limits_{x \to+\infty}\left[\displaystyle\frac{-x^2-3x+4}{x+2}-(-1) x\right]=\lim\limits_{x \to+\infty}\left(\displaystyle\frac{-x+4}{x+2}\right)=-1\).
Suy ra đường thẳng \(y=-x-1\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.
Ta có \(\lim\limits_{x \to-2^{-}} y=\lim\limits_{x \to-2^{-}} \displaystyle\frac{-x^2-3x+4}{x+2}=-\infty; \lim\limits_{x \to-2^{+}} y=\lim\limits_{x \to-2^{+}} \displaystyle\frac{-x^2-3x+4}{x+2}=+\infty\). Suy ra đường thẳng \(x=-2\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
Bảng biến thiên
Đồ thị:
\[y=0 \Leftrightarrow-x^2-3x+4=0\Leftrightarrow x=-4\,\, \text {hoặc} \,\,x=1.\]
Vậy đồ thị hàm số giao với trục \(Ox\) tại điểm \((-4; 0)\) và điểm \((1; 0)\).
Đồ thị hàm số giao với trục \(Oy\) tại điểm \((0; 2)\).
Đồ thị của hàm số được biểu diễn trên Hình 6.
Tâm đối xứng của đồ thị hàm số là điểm \(I(-2; 1)\).
Các trục đối xứng của đồ thị hàm số là hai đường phân giác của các góc tạo bởi hai đường tiệm cận \(x=-2\) và \(y=-x-1\).
Câu 65:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{2x^2+3x-5}{x+2}\).
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{(4x+3)(x+2)-(2x^2+3x-5)}{(x+2)^2}=\displaystyle\frac{2x^2+8x+11}{(x+2)^2}\).
\[y'=0\Leftrightarrow 2x^2+8x+11=0\quad \text{vô nghiệm}.\]
Giới hạn: Ta viết hàm số dưới dạng \(y=2x-1-\displaystyle\frac{3}{x+2}\).
+) \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=+\infty\).
+) \(\lim\limits_{x\to(-2)^-}y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to(-2)^+}y=-\infty\). Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận đứng \(x=-2\).
+) \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}\left[y-(x-1)\right]=\lim\limits_{x\to\pm\infty}\displaystyle\frac{-3}{x+2}=0\). Suy ra đồ thị có tiệm cận xiên \(y=2x-1\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty;-2)\), \((-2;+\infty)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 66:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số: \(y=\displaystyle\frac{x^2-2x-3}{-x+2}\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{2\}\).
Đạo hàm: \(y'=\displaystyle\frac{(2x-2)(-x+2)+(x^2-2x-3)}{(-x+2)^2}=\displaystyle\frac{-x^2+2x-7}{(-x+2)^2}\).
\[y'=0\Leftrightarrow -x^2+2x-7=0 \Leftrightarrow \ \text{vô nghiệm}.\]
Giới hạn: Ta viết hàm số dưới dạng \(y=-x-\displaystyle\frac{3}{-x+2}\).
+) \(\lim\limits_{x\to-\infty}y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to+\infty}y=-\infty\).
+) \(\lim\limits_{x\to 2^-}y=+\infty\), \(\lim\limits_{x\to 2^+}y=-\infty\). Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận đứng \(x=2\).
+) \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}\left[y-(-x)\right]=\lim\limits_{x\to\pm\infty}\displaystyle\frac{3}{-x+2}=0\). Suy ra đồ thị có tiệm cận xiên \(y=-x\).
Bảng biến thiên:
+) Hàm số nghịch biến trên các khoảng \((-\infty;2)\), \((2;+\infty)\).
+) Hàm số không có cực trị.
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 67:
Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{-x^2+1}{x}.\)
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{0\}\).
Đạo hàm: \(y=-x+\displaystyle\frac{1}{x}\Rightarrow y'=-x-\displaystyle\frac{1}{x^2}< 0\), \(\forall x\in \mathscr{D}\). Suy ra hàm số nghịch biến trên từng khoảng xác định.
Giới hạn và tiệm cận:
\(\lim\limits_{x\to 0^+}y=+\infty\), suy ra \(x=0\) là tiệm cận đứng.
\(\lim\limits_{x\to \pm \infty}[y+x]=0\), suy ra \(y=x\) là tiệm cận xiên.
Bảng biến thiên:
Đồ thị
Câu 1:
Cho hàm số bậc ba \(y=f(x)\) có đồ thị như bên. Viết công thức của hàm số đó.
Gọi \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\), với \(a\neq 0\).
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c\).
Từ hình vẽ ta thấy
\(\begin{cases} f(1)=1\\ f(3)=5\\ f'(1)=0\\ f'(3)=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a+b+c+d=1\\ 27a+9b+3c+d=5\\ 3a+2b+c=0\\ 27a+6b+c=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a=-1\\ b=6\\ c=-9\\ d=5.\end{cases}\)
Vậy \(y=f(x)=-x^3+6x^2-9x+5\).
Câu 2:
Cho hàm số bậc ba \(y=f(x)\) có đồ thị như bên. Viết công thức của hàm số đó.
Gọi \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\), với \(a\neq 0\).
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c\).
Từ hình vẽ ta thấy
\(\begin{cases} f(0)=-4\\ f(2)=0\\ f'(0)=0\\ f'(2)=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} d=-4\\ 8a+4b+2c+d=0\\ c=0\\ 12a+4b+c=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a=-1\\ b=3\\ c=0\\ d=-4.\end{cases}\)
Vậy \(y=f(x)=-x^3+3x^2-4\).
Câu 3:
Cho hàm số bậc ba \(y=f(x)\) có đồ thị như bên. Viết công thức của hàm số đó.
Gọi \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\), với \(a\neq 0\).
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c\).
Từ hình vẽ ta thấy
\(\begin{cases} f(0)=2\\ f(2)=-2\\ f'(0)=0\\ f'(2)=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} d=2\\ 8a+4b+2c+d=-2\\ c=0\\ 12a+4b+c=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a=1\\ b=-3\\ c=0\\ d=2.\end{cases}\)
Vậy \(y=f(x)=x^3-3x^2+2\).
Câu 4:
Cho hàm số bậc ba \(y=f(x)\) có đồ thị như bên. Viết công thức của hàm số đó.
Gọi \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\), với \(a\neq 0\).
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c\).
Từ hình vẽ ta thấy
\(\begin{cases} f(0)=4\\ f(2)=0\\ f'(0)=0\\ f'(2)=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} d=4\\ 8a+4b+2c+d=0\\ c=0\\ 12a+4b+c=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a=1\\ b=-3\\ c=0\\ d=4.\end{cases}\)
Vậy \(y=f(x)=x^3-3x^2+4\).
Câu 5:
Cho hàm số bậc ba \(y=f(x)\) có đồ thị như bên. Viết công thức của hàm số đó.
Gọi \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\), với \(a\neq 0\).
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c\).
Từ hình vẽ ta thấy
\(\begin{cases} f(1)=2\\ f(3)=-2\\ f'(1)=0\\ f'(3)=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a+b+c+d=2\\ 27a+9b+3c+d=-2\\ 3a+2b+c=0\\ 27a+6b+c=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a=1\\ b=-6\\ c=9\\ d=-2.\end{cases}\)
Vậy \(y=f(x)=x^3-6x^2+9x-2\).
Câu 6:
Cho hàm số bậc ba \(y=f(x)\) có đồ thị như bên, có điểm \((0;1)\) là tâm đối xứng. Viết công thức của hàm số đó.
Gọi \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\), với \(a\neq 0\).
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c\), \(f''(x)=6ax+2b\).
Từ hình vẽ ta thấy
\(\begin{cases} f(-1)=2\\ f(0)=1\\ f(1)=0\\ f''(0)=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} -a+b-c+d=2\\ d=1\\ a+b+c+d=0\\ 2b=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a=-1\\ b=0\\ c=0\\ d=1.\end{cases}\)
Vậy \(y=f(x)=-x^3+1\).
Câu 7:
Cho hàm số bậc ba \(y=f(x)\) có đồ thị như bên. Viết công thức của hàm số đó.
Gọi \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\), với \(a\neq 0\).
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c\).
Từ hình vẽ ta thấy
\(\begin{cases} f(-1)=3\\ f(1)=-1\\ f'(-1)=0\\ f'(1)=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} -a+b-c+d=3\\ a+b+c+d=-1\\ 3a-2b+c=0\\ 3a+2b+c=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a=1\\ b=0\\ c=-3\\ d=1.\end{cases}\)
Vậy \(y=f(x)=x^3 - 3x + 1\).
Câu 8:
Cho hàm số bậc ba \(y=f(x)\) có đồ thị như bên. Viết công thức của hàm số đó.
Gọi \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\), với \(a\neq 0\).
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c\).
Từ hình vẽ ta thấy
\(\begin{cases} f(0)=1\\ f(2)=5\\ f'(0)=0\\ f'(2)=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} d=1\\ 8a+4b+2c+d=5\\ c=0\\ 12a+4b+c=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a=-1\\ b=3\\ c=0\\ d=1.\end{cases}\)
Vậy \(y=f(x)=-x^3+3x^2+1\).
Câu 9:
Cho hàm số bậc ba \(y=f(x)\) có đồ thị như bên, có điểm \((1;2)\) là tâm đối xứng. Viết công thức của hàm số đó.
Gọi \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\), với \(a\neq 0\).
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c\), \(f''(x)=6ax+2b\).
Từ hình vẽ ta thấy
\(\begin{cases} f(0)=1\\ f(1)=2\\ f(2)=3\\ f''(1)=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} d=1\\ a+b+c+d=2\\ 8a+4b+2c+d=3\\ 6a+2b=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a=1\\ b=-3\\ c=3\\ d=1.\end{cases}\)
Vậy \(y=f(x)=x^3-3x^2+3x+1\).
Câu 10:
Cho hàm số bậc ba \(y=f(x)\) có đồ thị như bên. Viết công thức của hàm số đó.
Gọi \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\), với \(a\neq 0\).
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c\).
Từ hình vẽ ta thấy
\(\begin{cases} f(-2)=-3\\ f(0)=1\\ f'(-2)=0\\ f'(0)=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} -8a+4b-2c+d=-3\\ d=1\\ 12a-4b+c=0\\ c=0\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} a=-1\\ b=-3\\ c=0\\ d=1.\end{cases}\)
Vậy \(y=f(x)=-x^3-3x^2+1\).
Câu 11:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax+1}{cx+d}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(x=-1\) là đường tiệm cận đứng và \(y=2\) là đường tiệm cận ngang.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
+) Do đồ thị cắt trục \(Oy\) tại điểm \((0;1)\) nên \(\displaystyle\frac{a\cdot 0+1}{c\cdot0+d}=1\Leftrightarrow d=1\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận đứng là \(x=-1\) nên \(-\displaystyle\frac{d}{c}=-1\Leftrightarrow -\displaystyle\frac{1}{c}=-1\Leftrightarrow c=1\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận ngang là \(y=2\) nên \(\displaystyle\frac{a}{c}=2\Leftrightarrow \displaystyle\frac{a}{1}=2\Leftrightarrow a=2\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{2x+1}{x+1}\).
Câu 12:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x+b}{cx+d}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận ngang.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
+) Do đồ thị cắt trục \(Ox\) tại điểm \((-3;0)\) nên \(\displaystyle\frac{-3+b}{c\cdot(-3)+d}=0\Leftrightarrow -3+b=0\Leftrightarrow b=3\).
+) Do đồ thị cắt trục \(Oy\) tại điểm \((0;3)\) nên \(\displaystyle\frac{0+b}{c\cdot0+d}=3\Leftrightarrow\displaystyle\frac{3}{d}=3\Leftrightarrow d=1\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận đứng là \(x=1\) nên \(-\displaystyle\frac{d}{c}=1\Leftrightarrow -\displaystyle\frac{1}{c}=1\Leftrightarrow c=-1\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x+3}{-x+1}\).
Câu 13:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x+b}{cx+d}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận ngang.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
+) Do đồ thị cắt trục \(Ox\) tại điểm \((1;0)\) nên \(\displaystyle\frac{1+b}{c\cdot1+d}=0\Leftrightarrow 1+b=0\Leftrightarrow b=-1\).
+) Do đồ thị cắt trục \(Oy\) tại điểm \((0;-1)\) nên \(\displaystyle\frac{0+b}{c\cdot0+d}=-1\Leftrightarrow\displaystyle\frac{-1}{d}=-1\Leftrightarrow d=1\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận ngang là \(y=1\) nên \(\displaystyle\frac{a}{c}=1\Leftrightarrow \displaystyle\frac{1}{c}=1\Leftrightarrow c=1\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x-1}{x+1}\).
Câu 14:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax+b}{cx+1}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận ngang.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận đứng là \(x=-1\) nên \(-\displaystyle\frac{d}{c}=-1\Leftrightarrow -\displaystyle\frac{1}{c}=-1\Leftrightarrow c=1\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận ngang là \(y=-2\) nên \(\displaystyle\frac{a}{c}=-2\Leftrightarrow \displaystyle\frac{a}{1}=-2\Leftrightarrow a=-2\).
+) Do đồ thị qua gốc tọa độ nên \(\displaystyle\frac{a\cdot 0+b}{c\cdot0+1}=0\Leftrightarrow 0+b=0\Leftrightarrow b=0\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{-2x}{x+1}\).
Câu 15:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax+b}{x+d}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận ngang.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận đứng là \(x=1\) nên \(-\displaystyle\frac{d}{c}=1\Leftrightarrow -\displaystyle\frac{d}{1}=1\Leftrightarrow d=-1\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận ngang là \(y=2\) nên \(\displaystyle\frac{a}{c}=2\Leftrightarrow \displaystyle\frac{a}{1}=2\Leftrightarrow a=2\).
+) Do đồ thị đi qua điểm \((4;3)\) nên \(\displaystyle\frac{a\cdot 4+b}{4+d}=3\Leftrightarrow \displaystyle\frac{2\cdot4+b}{4-1}=3\Leftrightarrow b=1\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{2x+1}{x-1}\).
Câu 16:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x+b}{cx+d}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận ngang.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận ngang là \(y=1\) nên \(\displaystyle\frac{a}{c}=1\Leftrightarrow \displaystyle\frac{1}{c}=1\Leftrightarrow c=1\).
+) Do đồ thị cắt trục \(Ox\) tại điểm \((-1;0)\) nên \(\displaystyle\frac{-1+b}{c\cdot(-1)+d}=0\Leftrightarrow -1+b=0\Leftrightarrow b=1\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận đứng là \(x=0\) nên \(-\displaystyle\frac{d}{c}=0\Leftrightarrow d=0\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x+1}{x}\).
Câu 17:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax+b}{cx-1}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận ngang.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận đứng là \(x=1\) nên \(-\displaystyle\frac{d}{c}=1\Leftrightarrow -\displaystyle\frac{-1}{c}=1\Leftrightarrow c=1\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận ngang là \(y=-1\) nên \(\displaystyle\frac{a}{c}=-1\Leftrightarrow \displaystyle\frac{a}{1}=-1\Leftrightarrow a=-1\).
+) Do đồ thị cắt trục \(Ox\) tại điểm \((3;0)\) nên \(\displaystyle\frac{a\cdot 3+b}{c\cdot3-1}=0\Leftrightarrow 3(-1)+b=0\Leftrightarrow b=3\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{-x+3}{x-1}\).
Câu 18:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax+b}{cx+2}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(x=2\) là đường tiệm cận đứng và \(y=-1\) là đường tiệm cận ngang.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận đứng là \(x=2\) nên \(-\displaystyle\frac{d}{c}=2\Leftrightarrow -\displaystyle\frac{2}{c}=2\Leftrightarrow c=-1\).
+) Do đồ thị có đường tiệm cận ngang là \(y=-1\) nên \(\displaystyle\frac{a}{c}=-1\Leftrightarrow \displaystyle\frac{a}{-1}=-1\Leftrightarrow a=1\).
+) Do đồ thị cắt trục \(Ox\) tại điểm \((1;0)\) nên \(\displaystyle\frac{a\cdot 1+b}{c\cdot1+2}=0\Leftrightarrow 1+b=0\Leftrightarrow b=-1\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x-1}{-x+2}\).
Câu 19:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x+b}{cx+d}\) có đồ thị như hình bên dưới.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
+) Do đồ thị qua gốc tọa độ nên \(\displaystyle\frac{0+b}{c\cdot0+d}=0\Leftrightarrow b=0\).
+) Do đồ thị qua điểm \((-3;1)\) nên \(\displaystyle\frac{-3+b}{c\cdot(-3)+d}=1\Leftrightarrow \displaystyle\frac{-3}{-3c+d}=1\Leftrightarrow -3c+d=-3\).
+) Do đồ thị qua điểm \((-2;2)\) nên \(\displaystyle\frac{-2+b}{c\cdot(-2)+d}=2\Leftrightarrow \displaystyle\frac{-2}{-2c+d}=2\Leftrightarrow -4c+2d=-2\).
Giải hệ \(\begin{cases}-3c+d=-3\\ -4c+2d=-2\end{cases}\) ta được \(c=2\), \(d=3\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x}{2x+3}\).
Câu 20:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x+b}{cx+d}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận ngang.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
+) Do đồ thị cắt trục \(Ox\) tại điểm \((2;0)\) nên \(\displaystyle\frac{2+b}{c\cdot2+d}=0\Leftrightarrow 2+b=0\Leftrightarrow b=-2\).
+) Do đồ thị cắt trục \(Oy\) tại điểm \((0;-2)\) nên \(\displaystyle\frac{0+b}{c\cdot0+d}=-2\Leftrightarrow \displaystyle\frac{-2}{d}=-2\Leftrightarrow d=1\).
+) Do đồ thị đi qua điểm \(\left(-2;\displaystyle\frac{4}{3}\right)\) nên \(\displaystyle\frac{-2+b}{c(-2)+d}=\displaystyle\frac{4}{3}\Leftrightarrow \displaystyle\frac{-2-2}{-2c+1}=\displaystyle\frac{4}{3}\Leftrightarrow c=2\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x-2}{2x+1}\).
Câu 21:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(x=2\) là đường tiệm cận đứng và \(y=-x\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Do đồ thị có đường thẳng \(x=2\) là đường tiệm cận đứng và \(y=-x\) là đường tiệm cận xiên nên \(f(x)\) có dạng:
\(f(x)=-x+\displaystyle\frac{m}{x-2}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((0;2)\) nên
\(f(0)=2\Leftrightarrow \displaystyle\frac{m}{-2}=2\Leftrightarrow m=-4\).
Vậy \(y=f(x)=-x+\displaystyle\frac{-4}{x-2}=\displaystyle\frac{-x^2+2x-4}{x-2}\).
Câu 22:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị, ta thấy phương trình của hai đường tiệm cận là:
\(d_1\colon x=2\) và \(d_2\colon y=-x\).
Suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=-x+\displaystyle\frac{m}{x-2}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((-1;0)\) nên
\(f(-1)=0\Leftrightarrow -(-1)+\displaystyle\frac{m}{-1-2}=0\Leftrightarrow m=3\).
Vậy \(y=f(x)=-x+\displaystyle\frac{3}{x-2}=\displaystyle\frac{-x^2+2x+3}{x-2}\).
Câu 23:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị, ta thấy phương trình của hai đường tiệm cận là:
\(d_1\colon x=1\) và \(d_2\colon y=x-2\).
Suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=x-2+\displaystyle\frac{m}{x-1}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((3;3)\) nên
\(f(3)=3\Leftrightarrow 3-2+\displaystyle\frac{m}{3-1}=3\Leftrightarrow m=4\).
Vậy \(y=f(x)=x-2+\displaystyle\frac{4}{x-1}=\displaystyle\frac{x^2-3x+6}{x-1}\).
Câu 24:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(x=1\) là đường tiệm cận đứng và \(y=x+5\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Do đồ thị có hai đường tiệm cận là: \(d_1\colon x=1\) và \(d_2\colon y=x+5\), suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=x+5+\displaystyle\frac{m}{x-1}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((3;10)\) nên
\(f(3)=10\Leftrightarrow 3+5+\displaystyle\frac{m}{3-1}=10\Leftrightarrow m=4\).
Vậy \(y=f(x)=x+5+\displaystyle\frac{4}{x-1}=\displaystyle\frac{x^2+4x-1}{x-1}\).
Câu 25:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị, ta thấy phương trình của hai đường tiệm cận là:
\(d_1\colon x=1\) và \(d_2\colon y=x-1\). Suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=x-1+\displaystyle\frac{m}{x-1}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((0;-2)\) nên
\(f(0)=-2\Leftrightarrow 0-1+\displaystyle\frac{m}{0-1}=-2\Leftrightarrow m=1\).
Vậy \(y=f(x)=x-1+\displaystyle\frac{1}{x-1}=\displaystyle\frac{x^2-2x+2}{x-1}\).
Câu 26:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị, ta thấy phương trình của hai đường tiệm cận là:
\(d_1\colon x=-2\) và \(d_2\colon y=-x+5\). Suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=-x+5+\displaystyle\frac{m}{x+2}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((-3;17)\) nên
\(f(-3)=17\Leftrightarrow -(-3)+5+\displaystyle\frac{m}{-3+2}=17\Leftrightarrow m=-9\).
Vậy \(y=f(x)=-x+5+\displaystyle\frac{-9}{x+2}=\displaystyle\frac{-x^2+3x+1}{x+2}\).
Câu 27:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\colon x=1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\colon y=x+3\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Do đồ thị có hai đường tiệm cận là: \(d_1\colon x=1\) và \(d_2\colon y=x+3\) nên \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=x+3+\displaystyle\frac{m}{x-1}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((0;2)\) nên
\(f(0)=2\Leftrightarrow 0+3+\displaystyle\frac{m}{0-1}=2\Leftrightarrow m=1\).
Vậy \(y=f(x)=x+3+\displaystyle\frac{1}{x-1}=\displaystyle\frac{x^2+ 2x - 2}{x - 1}\).
Câu 28:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(x=-1\) là đường tiệm cận đứng và \(y=x\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Do đồ thị có hai đường tiệm cận là: \(d_1\colon x=-1\) và \(d_2\colon y=x\) nên \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=x+\displaystyle\frac{m}{x+1}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((1;0)\) nên
\(f(1)=0\Leftrightarrow 1+\displaystyle\frac{m}{1+1}=0\Leftrightarrow m=-2\).
Vậy \(y=f(x)=x+\displaystyle\frac{-2}{x+1}=\displaystyle\frac{x^2+x-2}{x+1}\).
Câu 29:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị, ta thấy phương trình của hai đường tiệm cận là:
\(d_1\colon x=2\) và \(d_2\colon y=x\). Suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=x+\displaystyle\frac{m}{x-2}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((3;0)\) nên
\(f(3)=0\Leftrightarrow 3+\displaystyle\frac{m}{3-2}=0\Leftrightarrow m=-3\).
Vậy \(y=f(x)=x+\displaystyle\frac{-3}{x-2}=\displaystyle\frac{x^2-2x-3}{x-2}\).
Câu 30:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị, ta thấy phương trình của hai đường tiệm cận là:
\(d_1\colon x=1\) và \(d_2\colon y=x-1\). Suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=x-1+\displaystyle\frac{m}{x-1}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((2;0)\) nên
\(f(2)=0\Leftrightarrow 2-1+\displaystyle\frac{m}{2-1}=0\Leftrightarrow m=-1\).
Vậy \(y=f(x)=x-1+\displaystyle\frac{-1}{x-1}=\displaystyle\frac{x^2-2x}{x-1}\).
Câu 31:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(x=2\) là đường tiệm cận đứng và \(y=x+1\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Do đồ thị có hai đường tiệm cận là: \(d_1\colon x=2\) và \(d_2\colon y=x+1\) nên \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=x+1+\displaystyle\frac{m}{x-2}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((3;5)\) nên
\(f(3)=5\Leftrightarrow 3+1+\displaystyle\frac{m}{3-2}=5\Leftrightarrow m=1\).
Vậy \(y=f(x)=x+1+\displaystyle\frac{1}{x-2}=\displaystyle\frac{x^2-x-1}{x-2}\).
Câu 32:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị, ta thấy:
+) Đường tiệm cận đứng có phương trình là \(x=1\).
+) Đường tiệm cận xiên \(y=px+q\) đi qua hai điểm \((0;0)\) và \((1;2)\).
Suy ra \(\begin{cases}p\cdot 0+q=0\\ p\cdot1+q=2\end{cases}\Leftrightarrow\begin{cases}q=0\\ p=2.\end{cases}\)
Suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=2x+\displaystyle\frac{m}{x-1}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((0;-2)\) nên
\(f(0)=-2\Leftrightarrow 2\cdot0+\displaystyle\frac{m}{0-1}=-2\Leftrightarrow m=2\).
Vậy \(y=f(x)=2x+\displaystyle\frac{2}{x-1}=\displaystyle\frac{2x^2-2x+2}{x-1}\).
Câu 33:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị, ta thấy:
+) Đường tiệm cận đứng có phương trình là \(x=-1\).
+) Đường tiệm cận xiên \(y=px+q\) đi qua hai điểm \((0;-1)\) và \((-2;0)\).
Suy ra \(\begin{cases}p\cdot 0+q=-1\\ p\cdot(-2)+q=0\end{cases}\Leftrightarrow\begin{cases}q=-1\\ p=-\displaystyle\frac{1}{2}.\end{cases}\)
Suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=-\displaystyle\frac{1}{2}x-1+\displaystyle\frac{m}{x+1}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((0;-2)\) nên
\(f(0)=-2\Leftrightarrow -\displaystyle\frac{1}{2}\cdot0-1+\displaystyle\frac{m}{0+1}=-2\Leftrightarrow m=-1\).
Vậy \(y=f(x)=-\displaystyle\frac{1}{2}x-1+\displaystyle\frac{-1}{x+1}\).
Câu 34:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị, ta thấy:
+) Đường tiệm cận đứng có phương trình là \(x=1\).
+) Đường tiệm cận xiên \(y=px+q\) đi qua hai điểm \((0;-1)\) và \((2;3)\).
Suy ra \(\begin{cases}p\cdot 0+q=-1\\ p\cdot2+q=3\end{cases}\Leftrightarrow\begin{cases}q=-1\\ p=2.\end{cases}\)
Suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=2x-1+\displaystyle\frac{m}{x-1}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((0;-2)\) nên
\(f(0)=-2\Leftrightarrow 2\cdot0-1+\displaystyle\frac{m}{0-1}=-2\Leftrightarrow m=1\).
Vậy \(y=f(x)=2x-1+\displaystyle\frac{1}{x-1}=\displaystyle\frac{2x^2-3x+1}{x-1}\).
Câu 35:
Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{ax^2+bx+c}{dx+e}\) có đồ thị như hình bên dưới, có đường thẳng \(d_1\) là đường tiệm cận đứng và \(d_2\) là đường tiệm cận xiên.
Viết công thức của hàm số \(f(x)\).
Từ đồ thị, ta thấy:
+) Đường tiệm cận đứng có phương trình là \(x=1\).
+) Đường tiệm cận xiên \(y=px+q\) đi qua hai điểm \((0;0)\) và \((2;1)\).
Suy ra \(\begin{cases}p\cdot 0+q=0\\ p\cdot(2)+q=1\end{cases}\Leftrightarrow\begin{cases}q=0\\ p=\displaystyle\frac{1}{2}.\end{cases}\)
Suy ra \(f(x)\) có dạng: \(f(x)=\displaystyle\frac{1}{2}x+\displaystyle\frac{m}{x-1}\).
Ngoài ra đồ thị đi qua điểm \((0;-1)\) nên
\(f(0)=-1\Leftrightarrow \displaystyle\frac{1}{2}\cdot0+\displaystyle\frac{m}{0-1}=-1\Leftrightarrow m=1\).
Vậy \(y=f(x)=\displaystyle\frac{1}{2}x+\displaystyle\frac{1}{x-1}\).
Câu 1:
Một hộ làm nghề dệt vải lụa tơ tằm sản xuất mỗi ngày được \(x\) mét vải lụa \((1\leq x \leq 18)\). Tổng chi phí sản xuất \(x\) mét vải lụa, tính bằng nghìn đồng, cho bởi hàm chi phí: \(C(x)=x^3-3 x^2-20 x+500.\) Giả sử hộ làm nghề dệt này bán hết sản phẩm mỗi ngày với giá \(220\) nghìn đồng/mét. Gọi \(B(x)\) là số tiền bán được và \(L(x)\) là lợi nhuận thu được khi bán \(x\) mét vải lụa.
a) Hãy viết biểu thức tính \(B(x)\) và \(L(x)\) theo \(x\).
b) Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số \(L(x)\) trên \([1; 18]\).
c) Hộ làm nghề dệt này cần sản xuất và bán ra mỗi ngày bao nhiêu mét vải lụa để thu được lợi nhuận tối đa? Tính lợi nhuận tối đa đó.
a) Khi bán \(x\) mét vải lụa:
+) Số tiền thu được là \(B(x)=220x\) (nghìn đồng).
+) Lợi nhuận thu được là \(L(x)=B(x)-C(x)=-x^3+3x^2+240x-500\) (nghìn đồng).
b) Hàm số \(L(x)\) xác định trên \([1; 18]\).
+) Đạo hàm \(L'(x)=-3x^2+6x+240; L'(x)=0\Leftrightarrow x=10\) hoặc \(x=-8\) (loại).
+) Trên khoảng \((1; 10), L'(x) > 0\) nên hàm số đồng biến trên khoảng này.
+) Trên khoảng \((10; 18), L'(x) < 0\) nên hàm số nghịch biến trên khoảng này.
+) Cực trị: Hàm số \(L(x)\) đạt cực đại tại \(x=10\) và \(L_{\text{CĐ}}=L(10)=1200\).
+) Bảng biến thiên:
+) Đồ thị:
Đồ thị hàm số có điểm cực đại \((10; 1200)\) và đi qua các điểm \((1;-258),(18;-1040)\) như Hình 8.
c) Quan sát đồ thị hàm số, ta nhận thấy khi \(x=10\) thì hàm số đạt giá trị lớn nhất là \(1\,200\). Như vậy, hộ làm nghề dệt cần sản xuất và bán ra mỗi ngày \(10\) mét vải lụa để thu được lợi nhuận tối đa. Lợi nhuận tối đa này là \(1\,200\) nghìn đồng.
Câu 2:
Trong một nhà hàng, mỗi tuần để chế biến \(x\) phần ăn (\(x\) lấy giá trị trong khoảng từ \(30\) đến \(120\)) thì chi phí trung bình (đơn vị: nghìn đồng) của một phần ăn được cho bởi công thức
\(\overline{C}(x)=2x-230+\displaystyle\frac{7\,200}{x}.\)
a) Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số \(\overline{C}(x)\) trên \([30; 120]\).
b) Từ kết quả trên, tìm số phần ăn sao cho chi phí trung bình của một phần ăn là thấp nhất.
a) Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số \(y=\overline{C}(x)=2x-230+\displaystyle\frac{7\,200}{x}\) trên \([30; 120]\).
Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus \{0\}\).
Đạo hàm \(y'=2-\displaystyle\frac{7\,200}{x^2}=\displaystyle\frac{2x^2-7\,200}{x^2}\);
\(y'=0 \Leftrightarrow x=-60\) (loại) hoặc \(x=60\) (nhận).
Trên khoảng \((30;60)\), \(y'< 0\) nên hàm số nghịch biến trên khoảng đó.
Trên khoảng \((60;120)\), \(y'>0\) nên hàm số đồng biến trên khoảng đó.
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=60\), \(y_{\text{CT}}=10\).
Ta có \(\lim\limits_{x\to -\infty} y=-\infty\); \(\lim\limits_{x\to +\infty} y=+\infty\).
Mà \(\lim\limits_{x\to -\infty} \left[y-(2x-230)\right]=\lim\limits_{x\to -\infty} \displaystyle\frac{7\,200}{x}=0\); \(\lim\limits_{x\to +\infty} \left[y-(2x-230)\right]=\lim\limits_{x\to +\infty} \displaystyle\frac{7\,200}{x}=0\).
\(\Rightarrow\) Đường thẳng \(y=2x-230\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.
Mặt khác \(\lim\limits_{x\to 0^{-}} \left(2x-230+\displaystyle\frac{7\,200}{x}\right)=-\infty\); \(\lim\limits_{x\to 0^{+}} \left(2x-230+\displaystyle\frac{7\,200}{x}\right)=+\infty\).
\(\Rightarrow\) Đường thẳng \(x=0\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
Bảng biến thiên
Đồ thị
Trên đoạn \([30;120]\), đồ thị của hàm số đã cho được biểu diễn như hình bên.
c) Từ kết quả trên, để chi phí trung bình của một phần ăn là thấp nhất thì số phần ăn \(x=60\).
Câu 3:
Để thiết kế mô hình của một đoạn đường cao tốc nối hai sườn đồi với sự khác biệt về độ cao ở vị trí hai sườn đồi giao nhau là \(50\) feet (xem hình minh họa), người ta có thể làm như sau:
+) Chọn hệ trục tọa độ \(Oxy\) với gốc \(O\) là vị trí hai sườn đồi giao nhau, phương nằm ngang là trục \(Ox\), đơn vị trên mỗi trục tọa độ là feet (\(1\) feet \(=0{,}3048\) m).
+) Chọn hai vị trí \(A\), \(B\) lần lượt trên hai sườn đồi. Bằng cách đo đạc tại thực địa, ta xác định được tọa độ của hai điểm \(A\), \(B\) và góc dốc \(\alpha\) (đơn vị: độ) tại điểm \(B\) của sườn đồi. Giả sử ta có \(A(-1000;60)\), \(B(1000;90)\) và \(\tan\alpha=0{,}04\) (xem hình minh họa).
+) Trong hệ trục tọa độ \(Oxy\), quan sát đường cong (vẽ bằng nét đứt) mô phỏng đoạn đường cao tốc nối hai sườn đồi, đường cong đó gợi nên hình ảnh đồ thị của hàm số bậc ba. Vì thế ta có thể chọn hàm số bậc ba \(y=f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\) (\(a\neq 0\)) sao cho trong hệ trục tọa độ \(Oxy\), đồ thị của hàm số đó trên đoạn \([-1000;1000]\) mô phỏng đoạn đường cao tốc cần thiết kế. Ta chọn theo nguyên tắc: Hệ số góc của tiếp tuyến tại \(B\) của đồ thị hàm số đó bằng \(0{,}04\).
Hãy xác định hàm số bậc ba đó.
Do đồ thị hàm số bậc ba \(y=f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\) (\(a\neq 0\)) đi qua điểm \(C(0;50)\) nên \(d=50\), suy ra \(y=f(x)=ax^3+bx^2+cx+50\).
Do đồ thị đi qua các điểm \(A(-1000;60)\) và \(B(1000;90)\) nên ta có
\begin{align*}&\begin{cases}-1000000000a+1000000b-1000c=10\\ 1000000000a+1000000b+1000c=40\end{cases}\\ \Leftrightarrow\ &\begin{cases}-100000000a+100000b-100c=1\\ 100000000a+100000b+100c=4\end{cases}\\\Leftrightarrow\ &\begin{cases}b=\displaystyle\frac{1}{40000}\\ 100000000a+100c=1{,}5.\end{cases}\end{align*}
Ta có \(f'(x)=3ax^2+2bx+c=3ax^2+\displaystyle\frac{1}{20000}x+c.\)
Do hệ số góc của tiếp tuyến tại \(B\) của đồ thị hàm số đó bằng \(0{,}04\) nên
\[f'(1000)=3000000a+\displaystyle\frac{1}{20}+c=0{,}04\Leftrightarrow 3000000a+c=-0{,}01.\]
Ta có hệ phương trình sau:
\[\begin{cases}100000000a+100c=1{,}5\\ 3000000a+c=-0{,}01\end{cases}\Leftrightarrow\begin{cases}a=-\displaystyle\frac{1}{80000000}\\ c=\displaystyle\frac{11}{400}.\end{cases}\]
Vậy hàm số bậc ba cần tìm là: \(f(x)=-\displaystyle\frac{1}{80000000}x^3+\displaystyle\frac{1}{40000}x^2+\displaystyle\frac{11}{400}x+50.\)
Câu 4:
Dân số của một thị trấn sau \(t\) năm kể từ năm \(1970\) được ước tính bởi công thức \(f(t)=\displaystyle\frac{26t+10}{t+5}\) (\(f(t)\) được tính bằng nghìn người).
a) Tính dân số của thị trấn vào năm \(2022\) (kết quả làm tròn đến hàng phần nghìn).
b) Xem \(y=f(t)\) là một hàm số xác định trên nửa khoảng \([0;+\infty)\). Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số \(y=f(t)\).
c) Đạo hàm của hàm số \(y=f(t)\) biểu thị tốc độ tăng dân số của thị trấn (tính bằng nghìn người/năm).
+) Tính tốc độ tăng dân số vào năm \(2022\) của thị trấn đó.
+) Vào năm nào thì tốc độ tăng dân số là \(0{,}192\) nghìn người/năm?
a) Ta có: \(f(52)=\displaystyle\frac{26 \cdot 52+10}{52+5}=\displaystyle\frac{1\ 362}{57}\approx 23{,}895\) (nghìn người).
Vậy dân số của thị trấn vào năm \(2022\) khoảng \(23\ 895\) người.
b) Sự biến thiên
Giới hạn tại vô cực và đường tiệm cận ngang:
\(\lim\limits_{t \to +\infty}f(t)=26\). Do đó, đường thẳng \(y=26\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.
\(f^\prime(t)=\displaystyle\frac{120}{(t+5)^2}>0\) với mọi \(t\geq 0\).
Bảng biến thiên
Hàm số đồng biến trên nủa khoảng \([2:+\infty)\).
Hàm số không có cực trị.
Giao điểm của đồ thị với trục tung: \((0;2)\).
Đồ thị hàm số đi qua điểm \((1;6)\).
Vậy đồ thị hàm số \(y=f(t)=\displaystyle\frac{26t+10}{t+5}\), \(t \geq 0\) được cho ở hình bên.
c) Tốc độ tăng dân số vào năm \(2022\) của thị trấn là:
\[f^\prime (52)=\displaystyle\frac{120}{(52+5)^2}=\displaystyle\frac{40}{1\ 083}.\]
Ta có
\[f^\prime(t)=0{,}192\Leftrightarrow \displaystyle\frac{120}{(t+2)^2}=0{,}192\Leftrightarrow (t+5)^2=625\Leftrightarrow t=20\ (\text{do}\ t\geq 0).\]
Vậy vào năm \(1990\), thì tốc độ tăng dân số là là \(0{,}192\) nghìn người/năm.
Câu 5:
Một tàu đổ bộ tiếp cận Mặt Trăng theo cách tiếp cận thẳng đứng và đốt cháy các tên lửa hãm ở độ cao \(250\) km so với bề mặt của Mặt Trăng.
Trong khoảng \(50\) giây đầu tiên kể từ khi đốt cháy các tên lửa hãm, độ cao \(h\) của con tàu so với bề mặt của Mặt Trăng được tính (gần đúng) bởi hàm \(h(t)=-0{,}01t^3+1{,}1t^2-30t+250\), trong đó \(t\) là thời gian tính bằng giây và \(h\) là độ cao tính bằng kilômét.
a) Vẽ đồ thị của hàm số \(y=h(t)\) với \(0\leq t\leq 50\) (đơn vị trên trục hoành là \(10\) giây, đơn vị trên trục tung là \(10\) km).
b) Gọi \(v(t)\) là vận tốc tức thời của con tàu ở thời điểm \(t\) (giây) kể từ khi đốt cháy các tên lửa hãm với \((0\leq t\leq 50\)). Xác định hàm số \(v(t)\).
c) Vận tốc tức thời của con tàu lúc bắt đầu hãm phanh là bao nhiêu? Tại thời điểm \(t=25\) (giây) là bao nhiêu?
d) Tại thời điểm \(t=25\) (giây), vận tốc tức thời của con tàu vẫn giảm hay đang tăng trở lại?
e) Tìm thời điểm \(t\) (\(0\leq t\leq 50\)) sao cho con tàu đạt khoảng cách nhỏ nhất so với bề mặt của Mặt Trăng. Khoảng cách nhỏ nhất này là bao nhiêu?
a) Vẽ đồ thị của hàm số \(h(t)=-0{,}01t^3+1{,}1t^2-30t+250\).
Miền khảo sát: \([0;50]\).
Đạo hàm: \(h'(t)=-0{,}03t^2+2{,}2t-30\).
\[h'(t)=0\Leftrightarrow -0{,}03t^2+2{,}2t-30=0\Leftrightarrow t\approx 18;\,t\approx 55.\]
Bảng biến thiên:
Hàm số nghịch biến trên các khoảng \((0;18)\) và đồng biến trên khoảng \((18;50)\).
Hàm số đạt cực tiểu tại \(t=18\), \(y_{_\text{CT}}=h(18)=8{,}08\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
b) Xác định \(v(t)\).
Ta có \(v(t)=h'(t)=-0{,}03t^2+2{,}2t-30\).
c) Tính vận tốc tức thời lúc bắt đầu hãm phanh và lúc \(t=25\) (giây).
Vận tốc tức thời lúc bắt đầu hãm phanh là: \(v(0)=-30\) (km/s).
Vận tốc tức thời lúc \(t=25\) (giây) là: \(v(25)=6{,}25\) (km/s).
d) Tại thời điểm \(t=25\) (giây), vận tốc tức thời của con tàu vẫn giảm hay tăng trở lại?
Ta có phương trình gia tốc: \(a(t)=v'(t)=-0{,}06t+2{,}2t\).
Vì \(a(25)=53{,}5>0\) nên tại thời điểm \(t=25\) (giây), vận tốc tức thời của con tàu đang tăng trở lại.
e) Tìm thời điểm mà khoảng cách giữa con tàu và Mặt Trăng nhỏ nhất.
Dựa vào đồ thị ta thấy tại thời điểm \(t=18\) (giây) thì khoảng cách giữa con tàu và Mặt Trăng nhỏ nhất, khoảng cách này bằng \(8{,}08\) km.
Câu 6:
Giả sử hàm cầu đối với một loại hàng hoá được cho bởi công thức: \(p=\displaystyle\frac{354}{1+0{,}01 x}\), \(\quad x \geq 0\), trong đó \(p\) là giá bán (nghìn đồng) của mỗi đơn vị sản phẩm và \(x\) là số lượng đơn vị sản phẩm đã bán.
a) Tìm công thức tính \(x\) như là hàm số của \(p\). Tìm tập xác định của hàm số này. Tính số đơn vị sản phẩm đã bán khi giá bán của mỗi đơn vị sản phẩm là \( 240 \) nghìn đồng.
b) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(x=x(p)\). Từ đồ thị đã vẽ, hãy cho biết:
c) Số lượng đơn vị sản phẩm bán được sẽ thay đổi thế nào khi giá bán \(p\) tăng;
d) Ý nghĩa thực tiễn của giới hạn \(\lim\limits_{p \rightarrow 0^{+}} x(p)\).
a) Ta có
\(p=\displaystyle\frac{354}{1+0{,}01 x}\Leftrightarrow(1+0{,}01 x) p=354\Leftrightarrow 0{,}01 x=\displaystyle\frac{354}{p}-1\Leftrightarrow x=\displaystyle\frac{35\,400}{p}-100\)
Vì \(x \geq 0\) nên
\(x=\displaystyle\frac{35\,400}{p}-100 \geq 0 \Leftrightarrow 0< p \leq 354\)
Tập xác định của hàm số là \(\mathscr{D}=(0 ; 354]\).
Số sản phẩm đã bán khi giá bán của mỗi đơn vị sản phẩm là \( 240 \) nghìn đồng là
\(x=\displaystyle\frac{35\,400}{240}-100=47{,}5.\)
b) Khảo sát hàm số \(x=\displaystyle\frac{35\,400}{p}-100\).
Tập xác định của hàm số là \(\mathscr{D} =(0 ; 354]\).
Ta có \(x'=-\displaystyle\frac{35\,400}{p^2}< 0, \forall p \in D\)
Hàm số luôn nghịch biến với mọi p \(\in(0 ; 354)\).
Hàm số không có cực trị.
Tiệm cận
\(\lim\limits_{p \rightarrow 0^{+}} x=\lim\limits\_{p \rightarrow 0^{+}}\left(\frac{35\,400}{p}-100\right)=+\infty.\)
Do đó \(p =0\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
Bảng biến thiên
Đồ thị hàm số giao với trục hoành tại điểm \((354 ; 0)\) và đi qua điểm \((300; 18)\); \( (200; 77) \).
d) Số lượng đơn vị sản phẩm bán sẽ giảm đi khi giá bán tăng và sẽ không bán được sản phầm nào nếu giá bán là \( 354 \) nghìn đồng.
e) Ý nghĩa thực tiễn của giới hạn \(\lim\limits_{p \rightarrow 0^{+}} x(p)\):
Vì \(\lim\limits_{p \rightarrow 0^{+}} x(p)=+\infty\) nên giá bán càng thấp thì số lượng đơn vị sản phẩm sẽ bán được càng nhiều.
Câu 7:
Để loại bỏ \(x\%\) chất gây ô nhiễm không khí từ khí thải của một nhà máy, người ta ước tính chi phí cần bỏ ra là \(C(x)=\displaystyle\frac{300 x}{100-x}\) (triệu đồng), \(0 \leq x < 100.\) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=C(x)\). Từ đó, hãy cho biết:
a) Chi phí cần bỏ ra sẽ thay đổi như thế nào khi \(x\) tăng?
b) Có thể loại bỏ được \(100 \%\) chất gây ô nhiễm không khí không? Vì sao?
Xét hàm số \(y=C(x)=\displaystyle\frac{300x}{100-x}, 0\leq x < 100\).
Ta có
a) \(y'=\displaystyle\frac{30\,000}{(100-x)^2} > 0\), với mọi \(x \in[0; 100)\).
Do đó hàm số luôn đồng biến trên nửa khoảng \([0; 100)\).
+) \(\lim\limits_{x \to 100^{-}} C(x)=\lim\limits_{x \to 100^{-}} \displaystyle\frac{300x}{100-x}=+\infty\), nên đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là \(x=100\).
Bảng biến thiên:
Đồ thị hàm số như hình
b) Chi phí cần bỏ ra \(C(x)\) sẽ luôn tăng khi \(x\) tăng.
Vì \(\lim\limits_{x \rightarrow 100^{-}} C(x)=+\infty\) (hàm số \(C(x)\) không xác định khi \(x=100\)) nên nhà máy không thể loại bỏ \(100\%\) chất gây ô nhiễm không khí (dù bỏ ra chi phí là bao nhiêu đi chăng nữa).
Câu 8:
Một chiếc đèn tròn được treo song song với mặt phẳng nằm ngang bởi ba sợi dây không dãn xuất phát từ điểm \(O\) trên trần nhà lần lượt buộc vào ba điểm \(A\), \(B\), \(C\) trên đèn tròn sao cho tam giác \(ABC\) đều (Hình vẽ bên). Độ dài của ba đoạn dây \(OA\), \(OB\), \(OC\) đều bằng \(L\). Trọng lượng của chiếc đèn là \(24\) N và bán kính của chiếc đèn là \(18\) in (\(1\) inch \(=2{,}54\) cm). Gọi \(F\) là độ lớn của các lực căng \(\overrightarrow{F_1}\), \(\overrightarrow{F_2}\), \(\overrightarrow{F_3}\) trên mỗi sợi dây. Khi đó \(F=F(L)\) là một hàm số với biến số là \(L\).
a) Xác định công thức tính hàm số \(F=F(L)\).
b) Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số \(F=F(L)\).
c) Tìm chiều dài tối thiểu của mỗi sợi dây, biết rằng mỗi sợi dây đó được thiết kế để chịu được lực căng tối đa là \(10\) N.
a) Vì tam giác \(ABC\) là tam giác đều, độ dài ba đoạn dây \(OA\), \(OB\), \(OC\) đều bằng \(L>0\). Ta chọn hệ trục như hình vẽ, với \(G\) là trọng tâm tam giác \(ABC\) và \(H\) là trung điểm \(BC\).
Trong đó \(A\), \(H\) nằm trên trục \(Gx\) và \(O\) nằm trên trục \(Gz\).
Bán kính của chiếc đèn là \(18\) nên \(AG=18\) suy ra \(AB=18\sqrt{3}\) và \(BH=HC=9\sqrt{3}\).
Do đó, ta có \(G(0,0,0)\), \(A(18,0,0)\), \(B(-9,9\sqrt{3},0)\), \(C(-9,-9\sqrt{3},0)\).
Xét tam giác vuông \(AOG\), suy ra \(OG=\sqrt{OA^2-AG^2}=\sqrt{L^2-18^2}\) nên \(O(0;0;\sqrt{L^2-18^2})\).
Ta có \(\overrightarrow{OA}=(18;0;-\sqrt{L^2-18^2})\), \(\overrightarrow{OB}=(-9;9\sqrt{3};-\sqrt{L^2-18^2})\) và \(\overrightarrow{OC}=(-9;-9\sqrt{3};-\sqrt{L^2-18^2})\).
Suy ra \(|\overrightarrow{OA}|=|\overrightarrow{OB}|=|\overrightarrow{OC}|=L\) và \(|\overrightarrow{F_1}|=|\overrightarrow{F_2}|=|\overrightarrow{F_3}|\).
Tồn tại hằng số \(c\ne 0\) sao cho
\(\overrightarrow{F_1}=c\cdot \overrightarrow{OA}=(18c;0;-c\sqrt{L^2-18^2});\)
\(\overrightarrow{F_2}=c\cdot \overrightarrow{OB}=(-9c;9c\sqrt{3};-c\sqrt{L^2-18^2});\)
\(\overrightarrow{F_3}=c\cdot \overrightarrow{OC}=(-9c;-9c\sqrt{3};-c\sqrt{L^2-18^2}).\)
Suy ra \(\overrightarrow{P}=\overrightarrow{F_1}+\overrightarrow{F_2}+\overrightarrow{F_3}=(0;0;-3c\sqrt{L^2-18^2})\), trong đó \(\overrightarrow{P}\) là trọng lực tác dụng lên bóng đèn.
Mà trọng lượng của bóng đèn là \(24\) N nên \(|\overrightarrow{P}|=24\Leftrightarrow 9c^2(L^2-18^2)=24^2\Leftrightarrow c=\displaystyle\frac{8}{\sqrt{L^2-18^2}},\forall L\in (18;+\infty).\)
Vậy \(F=|F_1|=|F_2|=|F_3|=\displaystyle\frac{8L}{\sqrt{L^2-18^2}}\).
b) Xét hàm số \(F=\displaystyle\frac{8L}{\sqrt{L^2-18^2}}\) trên \((18;+\infty)\).
Ta có
\(F'=\displaystyle\frac{-2592}{(L^2-18^2)\sqrt{L^2-18^2}}< 0\), \(\forall L\in (18;+\infty)\).
Ta có bảng biến thiên
Đồ thị của hàm số
c) Mỗi sợi dây được thiết kế để chịu được lực căng tối đa là \(10\) N.
Suy ra \(F(L)\le 10\Leftrightarrow F(L)\le F(30)\Leftrightarrow L\ge 30\).
Vậy chiều dài tối thiểu của mỗi sợi dây bằng \(30\) in thỏa mãn yêu cầu bài toán.