THÔNG TIN TÀI LIỆU
Bài Giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số BÀI GIÁ TRỊ LỚN NHẤT, NHỎ NHẤT CỦA HÀM SỐ A GIÁ TRỊ LỚN NHẤT, NHỎ NHẤT CỦA HÀM SỐ I TĨM TẮT LÝ THUYẾT Bài tốn chung: Tìm giá trị nhỏ lớn hàm số f x Bước 1: Dự đoán chứng minh f x c; f x c Bước 2: Chỉ điều kiện đủ để f x c Các phương pháp thường sử dụng Phương pháp 1: Biến đổi thành tổng bình phương Phương pháp 2: Tam thức bậc hai Phương pháp 3: Sử dụng bất đẳng thức cổ điển: Côsi; Bunhiacôpski Phương pháp 4: Sử dụng đạo hàm Phương pháp 5: Sử dụng đổi biến lượng giác Phương pháp 6: Sử dụng phương pháp véctơ hệ tọa độ Phương pháp 7: Sử dụng phương pháp hình học hệ tọa độ II CÁC BÀI TẬP MẪU MINH HỌA: Bài Tìm giá trị nhỏ P(x, y) = x2 + 11y2 6xy + 8x 28y + 21 Giải Biến đổi biểu thức dạng P(x, y) = (x 3y + 4)2 + 2(y 1)2 + y 1 y 1 Từ suy MinP(x, y) = x y x 1 Bài Cho x, y > Tìm giá trị nhỏ của: S = x4 y y4 x x2 y y2 x x y y x 2 y2 y2 x y x2 Giải S 1 1 x y x y x x y 2 y2 x y x y x2 S 1 1 x y x y x y 2 y2 ( x y) x y x2 22 S 1 1 xy x y x y Với x = y > MinS = ThuVienDeThi.com Chương I Hàm số – Trần Phương Bài Tìm giá trị lớn hàm số S sin x sin y sin ( x y ) cos x cos y cos ( x y ) 2 S cos( x y ) cos( x y ) cos ( x y ) cos( x y ) cos( x y ) cos ( x y ) Giải S sin x sin y sin ( x y ) = S cos( x y ) cos( x y ) sin ( x y ) 4 Với x y k , (k) Max S Bài Tìm giá trị nhỏ biểu thức S x12 x 22 x32 x82 ( x1 x2 x2 x3 x6 x7 x7 x8 x8 ) 2 2 3 4 5 Giải S x1 x x x3 x3 x4 x4 x5 4 6 8 2 8 4 x5 x6 x6 x7 x7 x8 x8 10 12 14 16 9 9 Với x1 x ; x x3 ; ; x6 x7 ; x7 x8 ; x8 , Min S 9 Bài Cho x, y, z ¡ Tìm giá trị nhỏ biểu thức: S = 19x2+ 54y2 +16z2 16xz 24y +36xy Giải Biến đổi S f(x) = 19x2 2(8z 18y)x + 54y2 +16z2 24y Ta có x = g(y) = (8z 18y)2 (54y2 +16z2 24y) = 702y2 +168zy 240z2 y = (84z)2 702.240z2 = 161424z2 zR g(y) y, zR Suy x y, zR f(x) Với x y z MinS Bài Cho x2 + xy + y2 = Tìm giá trị lớn nhỏ biểu thức: S = x2 xy + y2 Giải Xét y = x2 = S = giá trị hàm số Xét y 0, biến đổi biểu thức dạng sau S x xy y x / y ( x / y ) t t x u u với t 2 x xy y y ( x / y) ( x / y) t t 2 ThuVienDeThi.com Bài Giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số u(t2 + t + 1) = t2 t + (u 1)t2 + (u + 1)t + (u 1) = (*) + Nếu u = 1, t = x = 0, y = u = giá trị hàm số + Nếu u 1, u thuộc tập giá trị hàm số phương trình (*) có nghiệm t = (3u 1)(3 u) u Vậy tập giá trị u , 3 Min u ; Max u = 3 x y Min S = Min u t = x y 1 x xy y x 3, y x y Max S = Maxu = t = 1 2 x xy y x 3, y Bài Cho x,yR thỏa mãn điều kiện x y 1 4x y x y Tìm giá trị lớn nhất, nhỏ biểu thức S= x y Giải Biến đổi x y x y x y x y x y x y x x y x y x 2 Do 4x2 nên x y x y 3 3 x2 y2 2 Với x = 0, y = 3 3 , Min( x y ) 2 Với x = 0, y = 3 3 , Max( x y ) 2 Bài Tìm giá trị nhỏ hàm số f x x x x Giải Gọi y0 giá trị hàm f(x) tồn x0 cho y0 = x0 x02 x0 y x0 x02 x0 y 02 y x0 x02 x02 x0 g(x0) = x02 2(1 y ) x0 y 02 Ta có g(x) = có nghiệm x0 = (1 y ) 3(1 y 02 ) 2(2 y 02 y 1) = 2( y 1)(2 y 1) ThuVienDeThi.com Chương I Hàm số – Trần Phương Do y0 = x0 x02 ( x0 1) x0 x02 x0 x0 nên 2y0 y 1 Với x = Minf(x) = 2 Bài Cho y f x x x mx Tìm giá trị m cho Min y x m x ; x x : P1 f x Giải Ta có x m x ; x : P2 Gọi (P) đồ thị y = f(x) (P) = (P1) (P2) (P) có hình dạng đồ thị sau P1 P2 A A P1 P2 B C B A P1 C P2 C B Hoành độ điểm đặc biệt đồ thị (P): Hoành độ giao điểm (P1), (P2) xA = 1; xB = ; Hoành độ đỉnh (P1): xC 5m Nhìn vào đồ thị ta xét khả sau: Nếu xC [xA, xB] m[ 3, 3] Minf(x) = Minf(1), f(4) 3 m Khi Minf(x) > f (1) m < m f (4) 4m (1) m 10m 5m Nếu xC [xA, xB] m[ 3, 3] Minf(x) = f1 xC f1 = m [3, 3] 3 m5 Khi Minf(x) > m 10m 13 Kết luận: Từ (1) (2) suy Minf(x) > m ThuVienDeThi.com (2) Bài Giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số Bài 10 (Đề thi TSĐH 2005 khối A) 1 Cho x, y, z ; Tìm Min S 2x y z x y z x y 2z x y z Giải: Sử dụng bất đẳng thức Côsi cho số a, b, c, d > ta có: 16 a b c d 4 abcd 4 16 a b c d abcd a b c d abcd 16 16 1 x x y z x x y z 2x y z 16 16 x y y z x y y z x 2y z 16 16 1 x y z z x y z z x y z 1 Min S 16 16 x y z x y z x y z x y z 2 Bài 11 (Đề thi TSĐH 2007 khối B) y Cho x, y, z Tìm Min S x x y z z zx yz xy Giải: Sử dụng bất đẳng thức Côsi cho số ta có y y x4 y4z4 z z 9 4 Min S S x2 y2 z2 x x 2 yz yz zx zx xy xy x y z 2 x, y Bài 12 Cho Tìm giá trị nhỏ S = x y x y y x Giải: S y x Mặt khác, S = Suy 2S x x 1 x y y 1 y xy = x y 2 1 y y x y x 1 x x y 1 y x y x y 1 = x x y 1 x y x y 2 S MinS = Bài 13 Cho x, y, z > Tìm Max của: S = xyz x y z x y z x y z 2 ( xy yz zx) Giải: Sử dụng bất đẳng thức Côsi BunhiaCơpski ta có đánh giá sau: ThuVienDeThi.com Chương I Hàm số – Trần Phương x2 y2 z2 x2 y2 z2 x yz S 12 12 12 x y z x y z Từ suy xyz 1 x y z x y z 3.3 x y z xyz xyz 1 1 3 2 3 xyz x y z Bài 14 (Đề thi TSĐH 2003 khối B) Tìm giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số y x x Cách 1: Tập xác định D 2; 2; y x x2 ; y x x max y 2 x x x x min y 2 x 2 + y y 2 2 Cách 2: Đặt x sin u , u ; 2 y sin u cos u 2 sin u 2; 2 ; max y 2 ; y 2 Bài 15 (Đề dự bị TSĐH 2003 khối B) Tìm giá trị lớn nhất, nhỏ y x 1 x đoạn 1;1 Cách Đặt u x 0;1 Ta có y u 1 u 3u 12u 12u y 9u 24u 12 u1 0;1; u Nhìn bảng biến thiên ta có max y 4; y Cách Đặt x sin u y sin u cos u x y y sin u cos u 3cos u sin u cos u Với x max y Sử dụng bất đẳng thức Côsi ta có: 6 8 8 sin u 27 27 sin u 27 27 sin u 4 cos u cos u cos u 27 27 27 27 y sin u cos u sin u cos u y Với x y 3 9 ThuVienDeThi.com Bài Giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số Bài 16 a) Lập bảng biến thiên tìm giá trị lớn hàm số y x x2 1 b) Cho a b c Chứng minh rằng: Giải a) TXĐ: D ¡ ; y 3x x 1 x x 3 / x x 3 / x lim lim x x x x x 1 1 x x2 Suy lim y 1; lim y 1 Nhìn BBT x x x y 10 3 lim y lim x a b c 10 x 1/3 + y 10 x y ta có y x 10 max y 10 x2 1 1 b) Theo phần a) y 10 , x x 10 x , x Đặc biệt hóa bất đẳng thức giá trị x a, x b, x c ta có: x a : a 10 a x b : b 10 b x c : c 10 c a b c 10 a b c 10 a b c Cách Trên mặt phẳng tọa độ Oxy đặt uur uuur uuur OA a;1; AB b;1; BC c;1 uuur uur uuur uuur Khi OC OA AB BC a b c ; 3 uur uuur uuur uur uuur uuur uuur Do OA AB BC OA AB BC OC Từ suy a b c 10 2 y O C B A a a+b a+b+c x Bài 17 (Đề 33 III.2, Bộ đề thi TSĐH 1987 – 1995) Cho x y Tìm Max, Min A x y y x Giải Tìm MaxA: Sử dụng bất đẳng thức BunhiaCơpski ta có A x y 1 y 1 x x y x y Với x y Max A 2 ThuVienDeThi.com Chương I Hàm số – Trần Phương Tìm MinA: Xét trường hợp sau • Trường hợp 1: Nếu xy , xét khả sau: +) Nếu x 0, y A>0 Min A +) Nếu x 0, y A ( x y ) (1 x) (1 y ) 2 x y = x y x y Từ khả xét suy với xy Min A = 1 • Trường hợp 2: Xét xy : Đặt x y t xy t t 1,1 A x 1 y xy 1 x 1 y y 1 x xy x y xy x y xy 2 2 t t t 1 t t t 1 t 2 2 A f t 1 t t 1 t Ta có: f t 1 1 1 t 2t t t1 ;t t2 2 19 Thế t1 , t vào phần dư f t chia cho f t f t1 ; f t 27 Nhìn bảng biến thiên suy ra: t 1 t1 t2 A f t1 A f t1 suy 19 f t1 Min A f t1 1 27 1 t12 f t xảy x y t1 ; xy x, y nghiệm u 1 15 2 1 2 3 u x, y Kết luận: Max A ; Min A 19 27 Bài 18 Cho x, y, z 0,1 thoả mãn điều kiện: x y z 2 Tìm Max, Min biểu thức: S cos x y z Giải Do x, y, z 0,1 nên x y z x y z 2 Vì hàm số y cos nghịch biến 0, nên toán trở thành ThuVienDeThi.com Bài Giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số Tìm MaxS hay tìm Min x y z x y z 12 12 12 x y z x y z Với x y z MaxS = cos 2 Tìm MinS hay tìm Max x y z Cách 1: Phương pháp tam thức bậc hai: Khơng tính tổng qt giả sử z Max x, y, z z ;1 Biến đổi đánh giá đưa tam thức bậc hai biến z 2 x y z z x y xy z z z z f z Do đồ thị hàm y = f(z) parabol quay bề lõm lên nên ta có: Max f z Max f ; f 1 f f 1 2 Với z 1; x ; y MinS = cos Cách 2: Phương pháp hình học Xét hệ tọa Đề vng góc Oxyz Tập hợp điểm M x, y, z thoả mãn điều kiện x, y, z 0,1 nằm hình lập phương ABCDABCO cạnh với A(0, 1, 1); B(1, 1, 1); C(1, 0, 1); D(0, 0, 1); A(0, 1, 0); B(1, 1, 0); C(1, 0, 0) Mặt khác x y z nên M x, y, z nằm mặt phẳng (P): x y z 2 Vậy tập hợp điểm M x, y, z thoả mãn điều kiện giả thiết nằm thiết diện EIJKLN với điểm E, I, J, K, L, N trung điểm cạnh hình lập phương Gọi O hình chiếu O lên EIJKLN O tâm hình lập phương tâm lục giác EIJKLN Ta có OM hình chiếu OM lên EIJKLN Do OM2 = x y z nên OM lớn OM lớn z 3/ M trùng với đỉnh E, I, J, K, L, N Từ suy ra: z cos 5 x y z OK 4 cos x y O L Với z 1; x ; y MinS = cos J K O 3/ ThuVienDeThi.com M I E 3/ x N y Chương I Hàm số – Trần Phương Bài 19 Cho a,b,c thỏa mãn điều kiện a b c Tìm giá trị nhỏ S a 1 b2 c2 2 b c a Giải Sai lầm thường gặp: S 3.3 a2 1 b c 3.6 b c a a b Nguyên nhân: a b c b c a 2 b c Min S c a 1 a b c mâu thuẫn với giả thiết a b c Phân tích tìm tịi lời giải : Min S a b c Do S biểu thức đối xứng với a, b, c nên dự đoán Min S đạt a b c Sơ đồ điểm rơi: 2 a b c 1 a b c 4 a b c 16 Cách 1: Biến đổi sử dụng bất đẳng thức Cơsi ta có S a2 1 1 1 b2 c2 2 2 2 16 b 16b 16 c 16c 16 a 16a 16 17 17 16 a2 b2 c2 a b c 17 17 17 17 17 17 16 17 16 17 16 16 32 16 32 16 32 16 b 16 c 16 a 16 c 16 a 16 b a b c 17 3 17 16 17 16 17 16 16 b 16 c 16 a 10 16 17 17 (2a 2b 2c) 17 17 2a 2b 2c 15 17 17 16 a b c 17 17 Với a b c Min S 2 ThuVienDeThi.com Bài Giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số Cách 2: Biến đổi sử dụng bất đẳng thức BunhiaCơpski ta có 1 a b 17 1 b2 c 17 1 c a2 17 S 4 2 a a 1 b b 17 4 2 b b 1 c c 17 4 2 c c 1 a a 17 4 4 a b c a b c 17 17 1 15 1 a b c 4a 4b 4c a b c 1 15 1 45 3 3 3 6 abc 4a 4b 4c a b c 17 17 abc 45 1 17 45 17 Với a b c Min S 3 a b c 2 17 17 Cách 3: Đặt u a , ; v b , ; w c , b c a Do u v w u v w nên suy : S a2 1 1 1 b2 c2 a b c b c a a b c a b c 2 15 15 a b c a b c 16 a b c 135 abc a b c 16 3 abc 16 a b c 16 a b 2 c 135 16 a b c 17 135 18 135 153 17 Với a b c Min S 4 2 16 4 ThuVienDeThi.com 11 Chương I Hàm số – Trần Phương B CÁC ỨNG DỤNG GTLN, GTNN CỦA HÀM SỐ I ỨNG DỤNG TRONG PHƯƠNG TRÌNH, BẤT PHƯƠNG TRÌNH Bài Giải phương trình: x2 4x 2 Giải Đặt f x x 4 x với x 1 f x 44 4 x 3 x 2 x 0 x3 Nhìn BBT suy ra: f x f 3 x 2, 4 Phương trình f x x 4 x có nghiệm x Bài Giải phương trình: x x x Giải PT f x x x x Ta có: f x x ln x ln f x x ln 3 x ln x ¡ (x) đồng biến 2 Mặt khác (x) liên tục x f f ln ln , f 1 3ln ln Phương trình (x) có nghiệm x0 f Nhìn bảng biến thiên suy ra: x0 (x0) Phương trình f x x x x có khơng q nghiệm Mà f f 1 nên phương trình (1) có nghiệm x x Bài Tìm m để BPT: m x x m có nghiệm x ¡ Giải m x x m m x 1 x m f x Ta có: f x 2x x x 1 lim f x lim ; x x 2 92 x x 1 lim f x lim 1 x x 2 x x 0 2x x x 6 x f x 6 + 1 3 Nhìn BBT ta có f x m , x Min f x f 6 m m 3 x 4 12 ThuVienDeThi.com Bài Giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số Bài Tìm m để PT: sin x m 1 cos x (1) có nghiệm x , 2 Giải Do x , x , nên đặt t tg x 1,1 2 2 4 2 cos x t ; sin x 2t Khi (1) sin x cos x m 1 cos x 1 t 1 t 2 2 2t 2 t m 1 t f t 2t t 2m (2) 1 t 1 t Ta có: f t 2t t 2t t 1; t Bảng biến thiên t 1 (t) (t) Nhìn bảng biến thiên suy ra: Để (2) có nghiệm t 1,1 Min f t 2m Max f t t1,1 1 t1,1 2m m Vậy để (1) có nghiệm x , m 0; 2 2 x 3x Bài Tìm m để hệ BPT: (1) có nghiệm x x x m 4m 0 x Giải (1) (2) x f x x x x m 4m f 3 x x x 0; f Ta có: f x ; 3 x x x 2; 3 21 CT (x) x Nhìn BBTsuy ra: Max f x f 3 21 x0;3 Để (2) có nghiệm Max f x m 4m m 4m 21 3 m x0;3 sin x cos y m m 6m 35 Bài Tìm m để hệ: (1) có nghiệm cos x sin y m 6m 33 Giải ThuVienDeThi.com 13 Chương I Hàm số – Trần Phương sin x y m 12m 17 sin x cos y cos x sin y m 12m 17 (1) (2) 3 1 x y x y m m sin cos cos sin sin x y m 2m Xét f m m 12m 17 Ta có: f m 3m 12 m Nhìn BBT suy ra: (m) (2) 1,m kết hợp với sin x y suy đểhệ (2) có nghiệm m 2, hệ (2) trở thành: m 17 sin x y có nghiệm x ; y Vậy (1) có nghiệm m sin x y II ỨNG DỤNG GTLN, GTNN CHỨNG MINH BẤT ĐẲNG THỨC Bài Chứng minh rằng: x ln x x x , x ¡ BĐT f x x ln x x x x ¡ Ta có: f x ln x x x Bảng biến thiên x f Nhìn bảng biến thiên suy ra: 0 f f x f (đpcm) a, b, c 3 Bài Cho CMR: T a b c 2 2 b c c a a b a b c Ta có: T a b c a2 b2 c2 2 2 1 a 1 b 1 c a 1 a b 1 b c 1 c Xét hàm số f x x 1 x với x > x Ta có f x x x f Nhìn bảng biến thiên f x x 3 f 2 3 3 Khi : T a b c a b2 c2 2 f a f b f c Đẳng thức xảy a b c 14 ThuVienDeThi.com 3 Bài Giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số Bài Cho n lẻ Chứng minh rằng: x ta có: 1 x x2! xn! 1 x x2! x3! xn! 2 n n 2 n n Đặt u x x x x ; v x x x x x 2! 2! 3! n! n! Ta cần chứng minh f x u x v x < u x x x x n 1 u x x n n 1! 2! n! Ta có: v x 1 x x x n 1 v x x n n 1! 2! n! n n f x u x v x u x v x u x x v x u x v x x n! n ! n n f x x u x v x 2 x n! n! 1 x x x n 1 n 1! 2! 4! Do n lẻ nên (x) dấu với (2x) x f Nhìn bảng biến thiên suy ra: Bài Chứng minh rằng: a4 b4 a3 b3 Xét f(t) = 1 t 4 1 t4 1 t3 a, b > 0 f a với t b 3 1 t + f 1 t 4 + 1 t t3 1 t t 1 1 t t 1 t f(t) = a b 3 1 t3 3 a3 b3 a b 2 a b 1 f f x f x (đpcm) 0 2 1 t 3 t 2 1 t 3 1 t t 1 1 t 3 f(t) = t = Bảng biến thiên f(t) Từ BBT f(t) < t > Dấu xảy a = b > 2 a4 b4 a3 b3 ThuVienDeThi.com a3 b3 a b 2 15 Chương I Hàm số – Trần Phương III BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài Cho ABC có A B C Tìm giá trị nhỏ hàm số: f x x sin A x sin C Bài Tìm Max, Min của: x sin B x sin C y sin x cos x a sin x cos x 4 Bài Cho ab Tìm Min y a b a b b a a b Bài Cho x y Tìm Max, Min S a b b a x2 y2 x xy y Bài Giả sử phương trình x px 12 có nghiệm x1, x2 p Tìm p cho S x14 x 24 nhỏ Bài Tìm Min y 2 2x 2 2x x x 2 2 Bài Cho x, y x y Tìm Max, Min S x y Bài Cho x y z Tìm Max, Min P x y z xy yz zx Bài Tìm m để PT: x x x x m có nghiệm Bài 10 Tìm m để PT: Bài 11 Tìm m để PT: x x x x x x m có nghiệm phân biệt x x x x m có nghiệm Bài 12 Tìm m để PT: x x mx có nghiệm 2x Bài 13 Tìm m để PT: m cos x sin x cos x m có nghiệm x 0, Bài 14 Tìm m để PT: sin x.cos x.sin x m có nghiệm x , Bài 15 3 x x Tìm m để hệ BPT: có nghiệm x 3mx Bài 16 a Tìm m để: m x x có nghiệm phân biệt Bài 17 b Cho a b c 12 CMR: a b c 6 Chứng minh: x y z x y y z z x , x, y, z 0,1 16 ThuVienDeThi.com ... ThuVienDeThi.com Bài Giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số u(t2 + t + 1) = t2 t + (u 1)t2 + (u + 1)t + (u 1) = (*) + Nếu u = 1, t = x = 0, y = u = giá trị hàm số + Nếu u 1, u thuộc tập giá trị hàm. .. u cos u y Với x y 3 9 ThuVienDeThi.com Bài Giá trị lớn nhất, nhỏ hàm số Bài 16 a) Lập bảng biến thiên tìm giá trị lớn hàm số y x x2 1 b) Cho a b c Chứng minh rằng:... b3 a b 2 15 Chương I Hàm số – Trần Phương III BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài Cho ABC có A B C Tìm giá trị nhỏ hàm số: f x x sin A x sin C Bài Tìm Max, Min của: x sin B x sin C
Ngày đăng: 29/03/2022, 00:58
Xem thêm: