ÔN TẬP CHƯƠNG I

Câu 1:

Tìm các khoảng đơn điệu và cực trị của hàm số có đồ thị cho ở hình bên dưới.

Image

Hàm số đồng biến trên khoảng \((0;2)\)\((4;5)\), nghịch biến trên khoảng \((-1;0)\)\((2;4)\).

Hàm số đạt cực đại tại \(x=2\); hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\)\(x=4\).

}

Câu 2:

Cho hai hàm số \(y=g(x)\) có đồ thị được cho như hình. Tìm khoảng đồng biến, nghịch biến và điểm cực trị của hàm số đã cho.

Image

Hàm số \(y=g(x)\) đồng biến trên các khoảng \((-2;0)\), \((1;+\infty)\); nghịch biến trên các khoảng \((-\infty;-2)\), \((0;1)\).

Hàm số đạt cực đại tại \(x=0\) và đạt cực tiểu tại \(x=-2\), \(x=1\).

}

Câu 3:

Tìm các khoảng đơn điệu và cực trị của hàm số \(y=-x^3+2x^2-3\).

Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\).

Ta có: \(y'=-3x^2+4x\);

\(y'=0\Leftrightarrow -3x^2+4x=0\Leftrightarrow x=0\) hoặc \(x=\displaystyle\frac{4}{3}\).

Bảng biến thiên của hàm số như sau:

Image

Vậy hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \((-\infty;0)\)\(\left(\displaystyle\frac{4}{3};+\infty\right)\); nghịch biến trên khoảng \(\left(0;\displaystyle\frac{4}{3}\right)\).

Hàm số đạt cực đại tại điểm \(x=0\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=\displaystyle\frac{4}{3}\).

}

Câu 4:

Tìm các khoảng đơn điệu và tìm các điểm cực trị của hàm số \(f\left(x\right)=2x^3+6x^2+6x-9\).

Hàm số đã cho xác định trên \(\mathbb{R}\).

Ta có \(f'\left(x\right)=6x^2+12x+6=6\left(x+1\right)^2\). Do đó \(y'\geq 0\) với mọi \(x\in \mathbb{R}\)\(y'=0\) tại \(x=-1\).

Bảng biến thiên:

Image

Vậy hàm số đồng biến trên \(\mathbb{R}\), không có điểm cực trị.

}

Câu 5:

Tìm các khoảng đơn điệu của hàm số \(y=x^3-3x^2-9x+1.\)

Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\).

Ta có: \(y'=3x^2-6x-9\);

\(y'=0\Leftrightarrow 3x^2-6x-9=0\Leftrightarrow x=-1\) hoặc \(x=3\).

Bảng biến thiên của hàm số như sau:

Image

Vậy hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \((-\infty;-1)\)\((3;+\infty)\); nghịch biến trên khoảng \((-1;3)\).

}

Câu 6:

Tìm các khoảng đơn điệu của hàm số \(y=-\displaystyle\frac{1}{3}x^3+x^2-x+5.\)

Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\).

Ta có: \(y'=-x^2+2x-1=(x-1)^2\);

\(y'\leq 0,\forall x\in \mathbb{R}\)\(y'=0\Leftrightarrow x=1\).

Bảng biến thiên của hàm số như sau:

Image

Vậy hàm số nghịch biến trên \(\mathbb{R}\).

}

Câu 7:

Tìm cực trị của hàm số \(y=x^4+2x^2-3\).

Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\).

Ta có: \(y'=4x^3+4x\);

\(y'=0\Leftrightarrow =4x^3+4x=0\Leftrightarrow x=0\).

Bảng biến thiên của hàm số như sau:

Image

Vậy hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\).

}

Câu 8:

Tìm các khoảng đơn điệu của hàm số \(y=x^4-2x^2+5\).

Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\).

Ta có: \(y'=4x^3-4x\);

\(y'=0\Leftrightarrow 4x^3-4x=0\Leftrightarrow x=0\) hoặc \(x=\pm 1\).

Bảng biến thiên của hàm số như sau:

Image

Vậy hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \((-1;0)\)\(\left(1;+\infty\right)\); nghịch biến trên mỗi khoảng \(\left(-\infty;-1\right)\)\((0;1)\).

}

Câu 9:

Tìm các khoảng đơn điệu của hàm số \(y=\displaystyle\frac{3x+1}{2-x}\).

Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\setminus\{2\}\).

Ta có: \(y'=\displaystyle\frac{7}{(2-x)^2}>0,\,\forall x\neq 2\).

Vậy hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \((-\infty;2)\)\((2;+\infty)\).

}

Câu 10:

Xét chiều biến thiên của hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x-1}{3x+1}\).

Tập xác định \(D=\mathbb{R}\setminus \left\{-\displaystyle\frac{1}{3}\right\}\).

Ta có \(y'=\displaystyle\frac{2(3x+1)-3(2x-1)}{(3x+1)^2}=\displaystyle\frac{5}{(3x+1)^2}>0\) với mọi \(x\) khác \(- \displaystyle\frac{1}{3}\).

Vậy, hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x-1}{3x+1}\) đồng biến trên \(\left(-\infty; - \displaystyle\frac{1}{3}\right)\)\(\left(- \displaystyle\frac{1}{3};+\infty\right)\).

Hàm số không có cực trị.

}

Câu 11:

Tìm các khoảng đơn điệu của hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2+x+4}{x-3}\).

\(y=\frac{x^2+x+4}{x-3}\).

Hàm số đã cho có tập xác định là \(\mathbb{R}\setminus\{3\}\).

Ta có: \(y'=\frac{x^2-6x-7}{\left(x-3\right)^2}\).

\(y'=0\Leftrightarrow x^2-6x-7=0\Leftrightarrow x=-1\) hoặc \(x=7\)

Bảng biến thiên của hàm số như sau:

Image

Vậy hàm số đồng biến trên các khoảng \(\left(-\infty;-1\right)\)\(\left(7;+\infty\right)\) ; nghịch biến trên mỗi khoảng \(\left(-1;3\right)\)\(\left(3;7\right)\).

}

Câu 12:

Tìm các khoảng đơn điệu và cực trị của hàm số \(y=\displaystyle\frac{-x^2+2 x+2}{x+1}\).

Hàm số \(y=\displaystyle\frac{-x^2+2 x+2}{x+1}\) xác định với mọi \(x\in \mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\left\lbrace-1\right\rbrace\).

Ta có \(y'=\displaystyle\frac{-x^2-2x}{\left(x+1\right)^{2}}\).

\(y'=0\Leftrightarrow x=0\) hoặc \(x=-2.\)

Bảng biến thiên

Image

Từ bảng biến thiên, suy ra

\(x=0\) là điểm cực đại của hàm số, \(f_{\text{CĐ}}=2\)

\(x=-2\) là điểm cực tiểu của hàm số, \(f_{\text{CT}}=6\).

Hàm số đã cho đồng biến trên \(\left(-2;-1\right)\cup\left(-1;0\right)\), nghịch biến trên \(\left(-\infty;-2\right)\cup\left(0;+\infty\right)\).

}

Câu 13:

Cho hàm số \(y=f(x)\) có đạo hàm \(f'(x)=x(x-2)^3\), với mọi \(x\in \mathbb{R}\). Tìm các khoảng đơn điệu và cực trị của hàm số \(f(x)\).

Ta có \(f'(x)=0\) có các nghiệm \(x=0\)\(x=2\).

Bảng biến thiên

Image

Vậy hàm số đồng biến trên các khoảng \((-\infty;0)\)\((2;+\infty)\), nghịch biến trên \((0;2)\). Hàm số đạt cực đại tại điểm \(x=0\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=2\).

}

Câu 14:

Cho hàm số \(y=f(x)\) có đạo hàm \(f'(x)=(x+1)^2(1-x)(x+3) \). Tìm các khoảng đơn điệu và các điểm cực trị của hàm số đã cho.

Ta có \(f'(x)=0\) có các nghiệm \(x=-1\), \(x=1\)\(x=-3\).

Bảng biến thiên

Image

Vậy hàm số nghịch biến trên các khoảng \((-\infty;-3)\)\((1;+\infty)\), đồng biến trên khoảng \((-3;1)\). Hàm số đạt cực tiểu tại điểm \(x=-3\), đạt cực đại tại điểm \(x=1\).

}

Câu 15:

Tìm cực trị của hàm số \(y=\sqrt{4x-2x^2}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=[0;2]\).

Ta có \(y'=\left(\sqrt{4x-2x^2}\right)'=\displaystyle\frac{4-4x}{2\sqrt{4x-2x^2}}\); \(y'=0\Leftrightarrow x=1\).

Bảng biến thiên

Image

Hàm số đạt cực đại tại \(x=1\)\(y_{\text{CĐ}}=\sqrt{2}\).

Hàm số đạt cực tiểu tại \(x=0\)\(x=2\); \(y_{CT}=0\).

}

Câu 16:

Đạo hàm \(f'(x)\) của hàm số \(y=f(x)\) có đồ thị như hình bên. Xét tính đơn điệu và tìm điểm cực trị của hàm số \(y=f(x)\).

Image

Từ đồ thị ta thấy \(f'(x)=0\) có các nghiệm \(x=-1\), \(x=2\)\(x=4\).

Bảng biến thiên

Image

Vậy hàm số đồng biến trên \((-1;2)\)\((4;5)\), nghịch biến trên \((-2;-1)\)\((2;4)\).

Hàm số đạt cực đại tại \(x=2\) và đạt cực tiểu tại \(x=-1\), \(x=4\).

}

Câu 17:

Cho hàm số \(y = f(x)\). Hàm số \(y = f'(x)\) có đồ thị như hình bên. Tìm các khoảng đơn điệu và các điểm cực trị của hàm số đã cho.

Image

Từ đồ thị của hàm số \(f'(x)\) ta thấy \(f'(x)=0\) có các nghiệm \(x=-1\), \(x=1\)\(x=3\).

Bảng biến thiên

Image

Vậy hàm số nghịch biến trên các khoảng \((-\infty;-1)\)\((1;3)\), đồng biến trên các khoảng \((-1;1)\)\((3;+\infty)\). Hàm số đạt cực đại tại điểm \(x=1\), đạt cực tiểu tại điểm \(x=-1\)\(x=3\).

}

Câu 18:

Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \(f(x)=x+\displaystyle\frac{4}{x}\) trên khoảng \((0;+\infty)\).

Hàm số xác định trên khoảng \((0;+\infty)\).

Đạo hàm \(f'(x)=1-\displaystyle\frac{4}{x^2}=\displaystyle\frac{x^2-4}{x^2}\).

Cho \(f'(x)=0 \Leftrightarrow x^2-4=0 \Leftrightarrow x=2\) hoặc \(x=-2\).

Bảng biến thiên

Image

Vậy \(\min\limits_{(0;+\infty)}f(x)=4\).

}

Câu 19:

Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất (nếu có) của hàm số \(f(x)=\displaystyle\frac{x^2+9}{x}\) trên khoảng \((0;+\infty)\).

Hàm số xác định trên khoảng \((0;+\infty)\).

Ta có \(f'(x)=\displaystyle\frac{x^2-9}{x^2}\).

Suy ra \(f'(x)=0 \Leftrightarrow x^2-9=0 \Leftrightarrow x=3\) hoặc \(x=-3\).

Bảng biến thiên

Image

Vậy \(\min\limits_{(0;+\infty)}f(x)=f(3)=6\), \(\max\limits_{(0;+\infty)}f(x)\) không tồn tại.

}

Câu 20:

Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số \(y=2 \sqrt{1-x^2}+x^2\).

Tập xác định \(\mathscr D=\left[-1;1\right]\).

Ta có \(y'=-2x\left(\displaystyle\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}-1\right)\). Khi đó \(y'=0\Leftrightarrow x=0\).

Ta có \(y(-1)=1\); \(y(0)=2\)\(y(1)=1\).

Vậy \(\max\limits_{[-1;1]}y=y(0)=2\)\(\min\limits_{[-1;1]}y=y(\pm 1)=1\).

}

Câu 21:

Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số \(y=g(x)=\sqrt{1-x^2}\).

Tập xác định \(\mathscr D=[-1 ; 1]\).

Ta có \(0 \leq g(x) \leq 1\) với mọi \(x \in[-1 ; 1]\). Mặt khác \(g(0)=1\)\(g(1)=0\).

Do đó \(\min\limits _{[-1 ; 1]} g(x)=0\)\(\max\limits _{[-1 ; 1]} g(x)=1\).

}

Câu 22:

Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số \(y=\left(x^2-x\right) \mathrm{e}^x\) trên đoạn \([0; 1]\).

Hàm số xác định trên đoạn \([0; 1]\).

Ta có \(y'=(2x-1)\mathrm{e}^x+\left(x^2-x\right) \mathrm{e}^x=\left(x^2+x-1\right) \mathrm{e}^x\).

Suy ra \(y'=0\Leftrightarrow x=\displaystyle\frac{-1+\sqrt{5}}{2}\in[0; 1]\) hoặc \(x=\displaystyle\frac{-1-\sqrt{5}}{2}\in[0; 1]\).

Ta có \(y(0)=0\); \(y\left(\displaystyle\frac{-1+\sqrt{5}}{2}\right)=\left(2-\sqrt{5}\right)\mathrm{e}^{\frac{-1+\sqrt{5}}{2}}\); \(y(1)=0.\)

Do đó: \(\max \limits_{[0; 1]} y=y\left(1\right)=y(0)=0\); \(\min \limits_{[0; 1]} y\left(\displaystyle\frac{-1+\sqrt{5}}{2}\right)=\left(2-\sqrt{5}\right)\mathrm{e}^{\frac{-1+\sqrt{5}}{2}}\).

}

Câu 23:

Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số \(y=\sin 2 x\) trên đoạn \(\left[0 ; \displaystyle\frac{7 \pi}{12}\right]\).

Ta có \(f'(x)=2\cos2x\). Khi đó

\(f'(x)=0 \Leftrightarrow x=\displaystyle\frac{\pi}{4}\).

Ta có

\(f(0)=0 ; f\left( \displaystyle\frac{\pi}{4}\right) =1 ; f\left(\displaystyle\frac{7\pi}{12}\right)=-\displaystyle\frac{1}{2}.\)

Vậy \(\displaystyle\max _{\left[ 0 ; \tfrac{7\pi}{12}\right] } f(x)=f\left( \displaystyle\frac{\pi}{4}\right) =1\)\(\displaystyle\min _{\left[ 0 ; \tfrac{7\pi}{12}\right]}f(x)=f\left(\displaystyle\frac{7\pi}{12}\right)=-\displaystyle\frac{1}{2}\).

}

Câu 24:

Tìm giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của hàm số \(f(x)= 2\sin 3x +7x+1\) trên đoạn \(\left[\displaystyle\frac{-\pi}{2};\displaystyle\frac{\pi}{2}\right]\).

Xét hàm số \(f(x)= 2\sin 3x +7x+1\) trên đoạn \(\left[\displaystyle\frac{-\pi}{2};\displaystyle\frac{\pi}{2}\right]\).

Ta có \(f' (x)=6\cos 3x+7\).

Do \(\cos3x\in [-1;1]\Rightarrow 6\cos3x\in[-6;6]\Rightarrow f'(x)=6\cos 3x+7\in [1;13]\) hay \(f'(x)>0\).

Ta có \(f\left(-\displaystyle\frac{\pi}{2}\right)=3-\displaystyle\frac{7\pi}{2}\), \(f\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}\right)=-1+\displaystyle\frac{7\pi}{2}\).

Vậy \(\min \limits_{\left[\tfrac{-\pi}{2};\tfrac{\pi}{2}\right]}y=3-\displaystyle\frac{7\pi}{2}\) tại \(x=-\displaystyle\frac{\pi}{2}\), \(\max \limits_{\left[\tfrac{-\pi}{2} y;\tfrac{\pi}{2}\right]}y=-1+\displaystyle\frac{7\pi}{2}\) tại \(x=\displaystyle\frac{\pi}{2}\).

}

Câu 25:

Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số \(y=2x-1+\displaystyle\frac{3}{x+1}\).

Tập xác định là \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{-1\}\).

Ta có

\(\lim\limits_{x\to\pm\infty}y=\pm\infty\) nên đồ thị hàm số không có tiệm cận ngang.

Lại có \(\lim\limits_{x\to(-1)^{+}}y=+\infty\) nên đường thẳng \(x=-1\) là tiệm cận đứng của đồ thị.

\(\lim\limits_{x\to+\infty}\displaystyle\frac{3}{x+1}=0\) nên đường thẳng \(y=2x-1\) là tiệm cận xiên của đồ thị.

}

Câu 26:

Tìm các đường tiệm cận đứng và tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=x-3+\displaystyle\frac{1}{x^2}\).

Tập xác định \(\mathbb{R}\setminus \{0\}\).

\(\lim\limits_{x \to 0^{+}} \left(x-3+\displaystyle\frac{1}{x^2} \right)=+\infty \), suy ra đường thẳng \(x=0\) là tiệm cận đứng.

\(\lim\limits_{x \to \pm\infty}\left[f(x)-(x-3)\right] =\lim\limits_{x \to \pm\infty} \displaystyle\frac{1}{x^2}=0 \), suy ra đường thẳng \(y=x-3\) là tiệm cận xiên.

}

Câu 27:

Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số \(y=x^3-3 x^2+4\).

Tập xác định: \(\mathbb{R}\).

Đạo hàm: \(y'=3 x^2-6 x\). Suy ra \(y'=0 \Leftrightarrow 3x^2-6 x=0\Leftrightarrow x=0\) hoặc \(x=2\).

Giới hạn tại vô cực: \(\lim\limits_{x \to+\infty} y=+\infty\), \(\lim\limits_{x \to-\infty} y=-\infty\).

Bảng biến thiên

Image

+) Hàm số đồng biến trên mỗi khoảng \((-\infty ; 0)\)\((2 ;+\infty)\), nghịch biến trên khoảng \((0 ; 2)\).

+) Hàm số đạt cực đại tại \(x=0\), \(y_{\text{CĐ}}=4\); hàm số đạt cực tiểu tại \(x=2\), \(y_{\mathrm{CT}}=0\).

Giao điểm của đồ thị với trục tung: \((0;4)\); Giao điểm của đồ thị với trục hoành tại hai điểm \((-1;0)\)\((2;0)\).

Đồ thị hàm số đi qua các điểm \((-1;0)\), \((2;0)\), \((0;4)\)\((1;2)\).

Image

}

Câu 28:

Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số \(y=x^3-2x^2+2x-1\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).

Đạo hàm \(y'=3x^2-4x+2\). Vậy \(y'>0, \forall x\in\mathbb{R}\).

Giới hạn: \(\lim\limits_{x \to -\infty}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x \to +\infty}y=+\infty\).

Bảng biến thiên

Image

+) Hàm số đồng biến trên khoảng \((-\infty; +\infty)\).

+) Hàm số không có cực trị.

Giao điểm của đồ thị hàm số với trục tung là điểm \((0;-1)\).

Giao điểm của đồ thị hàm số với trục hoành là điểm \((1;0)\).

Đồ thị hàm số có tâm đối xứng là điểm \(\left(\displaystyle\frac{2}{3};\displaystyle\frac{-7}{27}\right)\).

Image

}

Câu 29:

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: \(\mathbb{R} \setminus\{1\}\).

Đạo hàm: \(y^{\prime}=\displaystyle\frac{4}{(x-1)^{2}}>0\) với mọi \(x \neq -1\).

\(\Rightarrow\) Hàm số đồng biến trên từng khoảng \((-\infty ; 1)\)\((1 ;+\infty)\); Hàm số không có cực trị.

Giới hạn và tiệm cận

\(\lim _{x \rightarrow 1^{+}} y=\lim _{x \rightarrow 1^{+}} \displaystyle\frac{x+3}{-x+1}=-\infty\)

\(\lim _{x \rightarrow+\infty} y=\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x+3}{-x+1}=-1 ; \lim _{x \rightarrow-\infty} y=\lim _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{x+3}{-x+1}=-1\).

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:

Image

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.

Image

}

Câu 30:

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: \(y'=\displaystyle\frac{(2x-2)(x-1)-(x^2-2x+2)}{(x-1)^2}=\displaystyle\frac{x^2-2x}{(x-1)^2}\).

\(y'=0\Leftrightarrow x^2-2x=0\Leftrightarrow x=0\) hoặc \(x=2.\)

Giới hạn: Ta viết hàm số dưới dạng \(y=x-1+\displaystyle\frac{1}{x-1}\).

\(\lim\limits_{x\to+\infty}y=+\infty\).

\(\lim\limits_{x\to1^-}y=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to1^+}y=+\infty\). 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:

Image

+) 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:

Image

Đồ thị

Image

}

Câu 31:

Giả sử một hạt chuyển động trên một trục thẳng đứng chiều dương hướng lên trên sao cho toạ độ của hạt (đơn vị: mét) tại thời điểm \(t\) (giây) là \(y=t^3-12t+3, t \geq 0\).

a) Tìm các hàm vận tốc và gia tốc.

b) Khi nào thì hạt chuyển động lên trên và khi nào thì hạt chuyển động xuống dưới?

c) Tìm quãng đường hạt đi được trong khoảng thời gian \(0\leq t \leq 3\).

d) Khi nào hạt tăng tốc? Khi nào hạt giảm tốc?

a) Vận tốc của hạt chuyển động là \(v(t)=y'=3t^2-12\).

Gia tốc của hạt chuyển động là \(a(t)=v'(t)=6t\).

b) Vận chuyển động đi lên khi \(v(t)\ge0 \Leftrightarrow t\ge 2\).

Vận chuyển động đi xuống khi \(v(t)\le 0\Leftrightarrow 0\le t\le 2\).

c) Khi \(0\le t\le 2\), vật đi xuống nên quãng đường đi được trong khoảng thời gian \(0\le t \le 2\)\(\)y(0)-y(2)=16.\(\)

Khi \(2\le t\le 3\), vật đi lên nên quãng đường đi được là trong khoảng thời gian \(2\le t \le 3\)\(\)y(3)-y(2)=7.\(\)

Do đó quãng đường đi được trong khoảng thời gian \(0\le t \le 3\)\(23\) m.

d) Hạt tăng tốc khi \(a(t)\ge 0 \Leftrightarrow t\ge 0\), hạt giảm tốc khi \(a(t)\le0 \Leftrightarrow t \le 0\).

}

Câu 32:

Giả sử chi phí (tính bằng trăm nghìn đồng) để sản xuất \(x\) đơn vị hàng hoá nào đó là: \(C(x)=23\,000+50 x-0{,}5x^2+0{,}00175x^3.\)

a) Tìm hàm chi phí biên.

b) Tìm \(C'(100)\) và giải thích ý nghĩa của nó.

c) So sánh \(C'(100)\) với chi phí sản xuất đơn vị hàng hoá thứ 101.

a) Hàm chi phí biên là \(C'(x)=0{,}00525x^2-x+50\).

b) Ta có \(C'(100)=0{,}00525\cdot 100^2-100+50=2{,}5\) (trăm nghìn đồng).

Chi phí biên tại \(x=100\)\(250\,000\) đồng, nghĩa là chi phí để sản xuất thêm một đơn vị hàng hóa tiếp theo (đơn thứ \(101\)) là khoảng \(250\,000\) đổng.

c) Chi phí sản xuất đơn hàng thứ \(101\)

\(C(101)-C(100)=24\,752{,}52675-24\,750=2{,}52675\) (trăm nghìn đồng)

Giá trị này xấp xỉ với chi phí biên \(C'(100)\) đã tính ở câu trên.

}

Câu 33:

Dân số của một quốc gia sau \(t\) (năm) kể từ năm \(2023\) được ước tính bởi công thức \(N(t)=100\mathrm{e}^{0, 012t}\) (\(N(t)\) được tính bằng triệu người, \(0\le t\le 50\)).

a) Ước tính dân số của quốc gia này vào các năm \(2030\)\(2035\) (kết quả tính bằng triệu người, làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ ba).

b) Xem \(N(t)\) là hàm số của biến số \(t\) xác định trên đoạn \(\left[0;50\right]\). Xét chiều biến thiên của hàm số \(N(t)\) trên đoạn \(\left[0;50\right]\).

c) Đạo hàm của hàm số \(N(t)\) biểu thị tốc độ tăng dân số của quốc gia đó (tính bằng triệu người/ năm). Vào năm nào tốc độ tăng dân số của quốc gia đó là \(1{,}6\) triệu người/ năm?

a) Dân số của quốc gia vào năm \(2030\)\(N(7)=100\mathrm{e}^{0{,}012\cdot ^7}=100\mathrm{e}^{0{,}084}=108{,}763\) (triệu người).

Dân số của quốc gia vào năm \(2035\)\(N(12)=100 \mathrm{e}^{0{,}012 \cdot 12}=100 \mathrm{e}^{0{,}144}=115,488\) (triệu người).

b) Trên đoạn \(\left[0;50\right]\) ta có \(N'(t)=0{,}012\cdot 100 \mathrm{e}^{0{,}012t}=1,2 \mathrm{e}^{0{,}012t}>0\) với mọi \(t \in \left[0;50\right]\).

Do đó, hàm số \(N(t)\) đồng biến trên đoạn \(\left[0;50\right]\).

c) Ta có \(N'(t)=1{,}2 \mathrm{e}^{0{,}012t}\).

Với tốc độ tăng dân số của quốc gia đó là \(1,6\) triệu người/năm ta có

\(1{,}6=1{,}2\mathrm{e}^{0{,}012t}\Leftrightarrow{\mathrm{e}^{0{,}012t}}=\displaystyle\frac{4}{3}\Leftrightarrow t=\displaystyle\frac{250\ln \displaystyle\frac{4}{3}}{3}\approx 23{,}97\).

Vậy vào năm \(2046\) thì tốc độ tăng dân số của quốc gia đó là \(1{,}6\) triệu người/ năm.

}

Câu 34:

Giả sử doanh số (tính bằng sản phẩm) của một sản phẩm mới (trong một năm nhất định) tuân theo quy luật logistic được mô hình hóa bằng hàm số \(f(t)=\displaystyle\frac{5000}{1+5e^{-t}},\, t\ge0\), trong đó thời gian \(t\) được tính bằng năm, kể từ khi phát hành sản phẩm mới. Khi đó đạo hàm \(f'(t)\) biểu thị tốc độ bán hàng. Hỏi sau khi phát hành bao nhiêu năm thì tốc độ bán hàng là lớn nhất?

Gọi \(g(t)\) là hàm tốc độ bán hàng.

Khi đó \(g(t)=f'(t)=\displaystyle\frac{25\,000e^{-t}}{(1+5e^{-t})^2}\), \(t\ge0\).

Ta có \(g'(t)=\displaystyle\frac{25\,000e^{-t}(1+5e^{-t})(5e^{-t}-1)}{(1+5e^{-t})^4}\); \(g'(t)=0\Leftrightarrow t=-\ln{\displaystyle\frac{1}{5}}=\ln5\).

Bảng biến thiên hàm số

Image

Hàm số đạt cực đại tại \(t=-\ln{\displaystyle\frac{1}{5}}\approx1{,}6\).

Vậy sau khi phát hành \(1{,}6\) năm thì tốc độ bán hàng là lớn nhất.

}

Câu 35:

Người quản lí của một khu chung cư có \( 100 \) căn hộ cho thuê nhận thấy rằng tất cả các căn hộ sẽ có người thuê nếu giá thuê một căn hộ là \( 8 \) triệu đồng một tháng. Một cuộc khảo sát thị trường cho thấy rằng, trung bình cứ mỗi lần tăng giá thuê căn hộ thêm \( 100 \) nghìn đồng thì sẽ có thêm một căn hộ bị bỏ trống. Người quản lí nên đặt giá thuê mỗi căn hộ là bao nhiêu để doanh thu là lớn nhất?

Gọi \( x \) là số lần tăng giá \((0.

Mỗi lần tăng giá thì số căn hộ cho thuê là \( 100 - x \) (căn).

Số tiền thuê căn hộ sau mỗi lần tăng là \(8\,000\,000+100\,000x\) đồng.

Khi đó tổng số tiền cho thuê căn hộ 1 tháng là:

\begin{align*}y&=(8\,000\,000+100\,000 x)(100-x) \\ & =800\,000\,000-8\,000\,000 x+10\,000\,000 x-100\,000 x^2 \\ & =800\,000\,000+2\,000\,000 x-100\,000 x^2.\end{align*}

Bài toán trở thành tìm \(x\) để \(y\) lớn nhất.

Ta có

\(y'=-200\,000 x+2\,000\,000; \quad y'=0 \Leftrightarrow x=10.\)

Bảng biến thiên

Image

Dựa vào bảng biến thiên ta thấy doanh thu lớn nhất khi người quản lí đặt giá thuê căn hộ là \(8\,000\,000+10 \cdot 100\,000 = 9\,000\,000\) (đồng).

}

Câu 36:

Trong \(5\) giây đầu tiên, một chất điểm chuyển động theo phương trình \(\)s(t)=-t^3+6t^2+t+5,\(\) trong đó \(t\) tính bằng giây và \(s\) tính bằng mét. Chất điểm có vận tốc tức thời lớn nhất bằng bao nhiêu trong \(5\) giây đầu tiên đó?

Xét hàm số \(s(t)=-t^3+6t^2+t+5\), trên đoạn \(\left[0;5\right]\).

Đạo hàm \(s'(t)=-3t^2+12t+1.\)

Cho \(s'(t)=0 \Leftrightarrow -3t^2+12t+1=0 \Leftrightarrow x=\displaystyle\frac{6+\sqrt{39}}{3}\in[0;5]\) hoặc \(x=\displaystyle\frac{6-\sqrt{39}}{3}\notin[0;5].\)

Các giá trị \(f(0)=5\), \(f\left(\tfrac{6+\sqrt{39}}{3}\right)\approx41{,}04\), \(f(5)=35\).

So sánh các giá trị, ta có \(\max\limits_{[0;5]}f(x)\approx41{,}04\), \(\min\limits_{[0;5]}f(x)=5\).

}

Câu 37:

Người ta bơm xăng vào bình xăng của một xe ô tô. Biết rằng thể tích \(V\) (lít) của lượng xăng trong bình xăng tính theo thời gian bơm xăng \(t\) (phút) được cho bởi công thức \(V(t)=300(t^2-t^3)+4 \text{ với } 0\le t\le 0{,}5.\)

a) Ban đầu trong bình xăng có bao nhiêu lít xăng?

b) Sau khi bơm \(30\) giây thì bình xăng đầy. Hỏi dung tích của bình xăng trong xe là bao nhiêu lít?

c) Khi xăng chảy vào bình xăng, gọi \(V(t)\) là tốc độ tăng thể tích tại thời điểm \(t\) với \(0\le t\le 0{,}5\). Xăng chảy vào bình xăng ở thời điểm nào có tốc độ tăng thể tích là lớn nhất?

a) Số xăng trong bình ban đầu là \(V(0)=4\) lít.

b) Dung tích bình xăng \(V=V\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)=41{,}5\) lít.

c) Xét hàm số \(V(t)=300(t^2-t^3)+4 \text{ với } 0\le t\le 0{,}5.\)

Đạo hàm \(V'(t)=300t(2-3t)\).

Cho \(V'(t)=0 \Leftrightarrow 300t(t-3t)=0 \Leftrightarrow t=0\in[0;0{,}5]\) hoặc \(t=\displaystyle\frac{2}{3}\notin[0;0{,5}].\)

Các giá trị \(V(0)=4\), \(V\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)=41{,}5\).

Xăng chảy vào bình xăng vào thời điểm ở giây thứ \(30\) có tốc độ tăng thể tích là lớn nhất.

}

Câu 38:

Tại một công ty sản xuất đồ chơi \(A\), công ty phải chi \(50\,000\) USD để thiết lập dây chuyền sản xuất ban đầu. Sau đó, cứ sản xuất được một sản phẩm đồ chơi \(A\), công ty phải trả \(5\) USD cho nguyên liệu thô và nhân công. Gọi \(x\) (\(x\geq 1\)) là số đồ chơi \(A\) mà công ty đã sản xuất và \(T(x)\) (đơn vị USD) là tổng tiền bao gồm cả chi phí ban đầu mà công ty phải chi trả khi sản xuất \(x\) đồ chơi \(A\). Người ta xác định chi phí trung bình cho mỗi sản phẩm đồ chơi \(A\)\(M(x)=\displaystyle\frac{T(x)}{x}\).

a) Xem \(M(x)\) là hàm số theo \(x\) xác định trên nửa khoảng \([1;+\infty)\), tìm tiệm cận ngang của đồ thị hàm số này.

b) Nêu nhận xét về chi phí trung bình cho mỗi sản phẩm đồ chơi \(A\) khi \(x\) đủ lớn.

Image

a) Chi phí bỏ ra để sản xuất đồ chơi là \(T(x)=50\,000+5x\) (USD).

Chi phí trung bình cho mỗi sản phẩm là \(M(x)=\displaystyle\frac{T(x)}{x}=\displaystyle\frac{50\,000+5x}{x}\) (với \(x\geq 1\)).

Ta có \(\lim\limits_{x\to \pm\infty}M(x)=5\). Suy ra đường thẳng \(y=5\) là tiệm cận ngang của đồ thị.

b) Khi số đồ chơi \(A\) được sản xuất với số lượng \(x\) đủ lớn thì chi phí trung bình tiệm cận với tổng của giá nguyên liệu thô và nhân công.

}

Câu 39:

Một mảnh vườn hình chữ nhật có diện tích bằng \(144 \mathrm{~m}^2\). Biết độ dài một cạnh của mảnh vườn là \(x(m)\).

a) Viết biểu thức tính chu vi \(P(x)\) (mét) của mảnh vườn.

b) Tìm các tiệm cận của đồ thị hàm số \(P(x)\).

a) Ta có độ dài một cạnh của mảnh vườn là \(x(m)\) nên độ dài cạnh còn lại của mảnh vườn là \(\displaystyle\frac{144}{x}\) (m).

Vậy chu vi của mảnh vườn là \(P(x)=2\left(x+\displaystyle\frac{144}{x}\right)=2x+\displaystyle\frac{72}{x}\).

b) Ta có: \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} P(x)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} 2x+\displaystyle\frac{72}{x}=+\infty\)\(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} P(x)=\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} \left(2x+\displaystyle\frac{72}{x}\right)=-\infty\)

nên đồ thị hàm số \(P(x)\) không có tiệm cận ngang.

Ta có: \(\lim\limits_{x \rightarrow 0^{+}} f(x)=\lim\limits_{x \rightarrow 0^{+}} \left(2x+\displaystyle\frac{72}{x}\right)=+\infty\). Suy ra đồ thị hàm số \(f(x)\) có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=0\).

Ta có:

\(\lim _{x \rightarrow+\infty}[P(x)-2x]=\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{72}{x}=0\)\(\lim _{x \rightarrow-\infty}[P(x)-2x]=\lim _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{72}{x}=0\) nên đồ thị hàm số \(P(x)\) có tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=2x\).

}