chuyên đề khảo sát hàm số luyện thi đại học môn toán

Khảo sát hàm số 1 Đồ thị hàm số và các bài toán liên quan A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Tính đơn điệu của hàm số 1.1. Định nghĩa. Cho hàm số f xác định trên K , với K là khoảng, đoạn hay nửa khoảng. Khi đó f đồng biến trên K ( ) 1 2 1 2 1 2 , , ( ) ( ) x x K x x f x f x ⇔ ∀ ∈ < ⇒ < . f nghịch biến trên K ( ) 1 2 1 2 1 2 , , ( ) ( ) x x K x x f x f x ⇔ ∀ ∈ < ⇒ > . 1.2. Điều kiện cần và đủ Cho hàm số f có đạo hàm trên khoảng I . Khi đó f đồng biến trên I ⇔ 0 ( ) , f x x I ′ ≥ ∀ ∈ và 0 ( ) f x ′ = chỉ tại một số điểm hữu hạn thuộc I . f nghịch biến trên I ⇔ 0 ( ) , f x x I ′ ≤ ∀ ∈ và 0 ( ) f x ′ = chỉ tại một số điểm hữu hạn thuộc I . f là hàm hằng trên I 0 ( ) , f x x I ′ ⇔ = ∀ ∈ . 2. Cực trị của hàm số 2.1. Điều kiện cần để có cực trị Cho hàm số f có đạo hàm tại 0 x . Nếu hàm số f đạt cực trị tại 0 x thì 0 0 ( ) f x ′ = . 2.2. Điều kiện đủ để có cực trị 2.2.1. Điều kiện đủ thứ nhất. Cho hàm số f có đạo hàm trên khoảng ( ; ) a b , 0 ( ; ) x a b ∈ . Khi đó nếu ( ) f x ′ đổi dấu khi x qua 0 x thì f đạt cực trị tại 0 x . x 0 x x 0 x ( ) f x ′ 0 ( ) f x ′ 0 ( ) f x CĐ ( ) f x CĐ WWW.MATHVN.COM www.MATHVN.com Khảo sát hàm số 2 2.2.2. Điều kiện đủ thứ hai. Cho hàm số f có đạo hàm cấp một trên ( ; ) a b chứa 0 x , 0 0 ( ) f x ′ = và 0 0 ( ) f x ′′ ≠ . Khi đó  0 0 ( ) f x ′′ < ⇒ f đạt cực đại tại 0 x ,  0 0 ( ) f x ′′ > ⇒ f đạt cực tiểu tại 0 x . Chú ý. Ta thường sử dụng Điều kiện đủ thứ hai trong các bài toán có yêu cầu liên quan đến cực trị tại những điểm cụ thể cho trước. 2.3. Đường thẳng qua hai điểm cực trị 2.3.1. Hàm số 3 2 ( ) y f x ax bx cx d = = + + + 0 ( ) a ≠ , ( ) C Giả sử đồ thị ( ) C có hai điểm cực trị ( ) ; A A A x y , ( ) ; B B B x y . Thực hiện phép chia đa thức ( ) f x cho ( ) f x ′ , ta được ( ) ( ). ( ) f x g x f x x α β ′ = + + . Khi đó ta có 0 ( ) ( ). ( ) A A A A A A y f x g x f x x x α β α β = ′ = = + + = +  ; 0 ( ) ( ). ( ) B B B B B B y f x g x f x x x α β α β = ′ = = + + = +  . Suy ra , : A B y x α β ∈ ∆ = + nên ∆ là đường thẳng qua hai điểm cực trị của đồ thị ( ) C . 2.3.2. Hàm số 2 ( ) ax bx c y f x dx e + + = = + 0 ( ) a ≠ , ( ) C Giả sử đồ thị ( ) C có hai điểm cực trị ( ) ; A A A x y , ( ) ; B B B x y . Đặt 2 ( ) u x ax bx c = + + , ( ) v x dx e = + . Khi đó 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) u x v x u x v x f x v x ′ ′ − ′ =       . Nếu f đạt cực trị tại 0 x thì 0 0 0 0 0 ( ) ( ) ( ) ( ) u x v x u x v x ′ ′ − = 0 0 0 0 ( ) ( ) ( ) ( ) u x u x v x v x ′ ⇔ = ′ hay 0 0 0 ( ) ( ) ( ) u x f x v x ′ = ′ . Do đó ta có 2 ( ) A A A ax b y f x d + = = và 2 ( ) B B B ax b y f x d + = = . Suy ra 2 , : ax b A B y d + ∈ ∆ = nên ∆ là đường thẳng qua hai điểm cực trị của đồ thị ( ) C . Chú ý. Ta thường sử dụng thuật toán Đường thẳng qua hai điểm cực trị đối với các bài toán liên quan đến giá trị cực trị hay điểm cực trị của đồ thị hàm số. 3. Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất 0 0 , ( ) max ( ) , ( ) x x f x M M f x x f x M ∈   ∀ ∈ ≤  = ⇔   ∃ ∈ =   D D D 0 0 , ( ) min ( ) , ( ) x x f x m m f x x f x m ∈   ∀ ∈ ≥  = ⇔   ∃ ∈ =   D D D . Nếu ( ) y f x = đồng biến trên [ ; ] a b thì [ ; ] min ( ) ( ) x a b f x f a ∈ = và [ ; ] max ( ) ( ) x a b f x f b ∈ = . Nếu ( ) y f x = nghịch biến trên [ ; ] a b thì [ ; ] min ( ) ( ) x a b f x f b ∈ = và [ ; ] max ( ) ( ) x a b f x f a ∈ = . 4. Tiệm cận Đường thẳng 0 x x = được gọi là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số ( ) y f x = nếu ít nhất một trong các điều kiện sau được thỏa mãn 0 lim ( ) x x f x − → = +∞ ; 0 lim ( ) x x f x + → = +∞ ; 0 lim ( ) x x f x − → = −∞ ; 0 lim ( ) x x f x + → = −∞ . Đường thẳng 0 y y = được gọi là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số ( ) y f x = nếu WWW.MATHVN.COM www.MATHVN.com Khảo sát hàm số 3 0 lim ( ) x f x y →+∞ = hoặc 0 lim ( ) x f x y →+∞ = . Đường thẳng y ax b = + 0 ( ) a ≠ được gọi là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số ( ) y f x = nếu 0 lim [ ( ) ( )] x f x ax b →+∞ − + = hoặc 0 lim [ ( ) ( )] x f x ax b →−∞ − + = . 5. Một số bài toán liên quan đến đồ thị hàm số 5.1. Tìm điểm cố định của một họ đồ thị. Cho hàm số ( , ) y f x m = , ( ) m C . Khi đó họ ( ) m C qua điểm cố định ( ) 0 0 ; M x y ⇔ 0 0 ( , ), y f x m m = ∀ 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0( ; ) ( ; ) ( ; ) , k k k k g x y m g x y m g x y m − − ⇔ + + + = ∀ 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 ( ; ) ( ; ) ( ; ) k k g x y g x y g x y −   =    =   ⇔      =    . 5.2. Vị trí tương đối giữa hai đồ thị. Cho hàm số ( ) y f x = , ( ) C và hàm số ( ) y g x = , ( ) C ′ . Giao điểm của hai đồ thị Điều kiện để hai đồ thị tiếp xúc nhau ( ) C và ( ) C ′ tiếp xúc nhau ( ) ( ) ( ) ( ) f x g x f x g x   =  ⇔  ′ ′  =   có nghiệm. 5.3. Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số Bài toán Cách giải  Tiếp tuyến tại điểm thuộc đồ thị Cho ( ) C : ( ) y f x = và ( ) 0 0 ; ( ) M x y C ∈ . Viết phương trình tiếp tuyến của ( ) C tại M . Áp dụng công thức 0 0 0 ( )( ) y y f x x x ′ − = − .  Tiếp tuyến qua điểm cho trước Cho ( ) C : ( ) y f x = và điểm ( ) ; A A A x y . Viết phương trình tiếp tuyến của ( ) C qua A . Cách 1. Gọi d là đường thẳng qua ( ) ; A A A x y và có hệ số góc k : ( ) A A y k x x y = − + . Dùng điều kiện tiếp xúc 5.2 để xác định k . Cách 2. Pttt d tại điểm ( ) 0 0 ; M x y bất kỳ: 0 0 0 ( )( ) y y f x x x ′ − = − . Vì d qua A nên 0 0 0 ( )( ) A A y y f x x x ′ − = − . Từ đây suy ra 0 x .  Tiếp tuyến có hệ số góc cho trước Cho hàm số ( ) y f x = , ( ) C . Viết phương trình tiếp tuyến d của ( ) C biết tiếp d có hệ số góc k . Pttt d của ( ) C tại ( ) 0 0 ; M x y bất kỳ: 0 0 0 ( )( ) y y f x x x ′ − = − . Vì d có hệ số góc k nên suy ra 0 ( ) f x k ′ = . Từ đây suy ra 0 x . 5.4. Đồ thị của hàm số chứa giá trị tuyệt đối Số giao điểm của ( ) C và ( ) C ′ là số nghiệm của phương trình hoành độ giao điểm ( ) ( ) f x g x = . WWW.MATHVN.COM www.MATHVN.com Khảo sát hàm số 4 Hàm số Đồ thị  Từ đồ thị ( ) C : ( ) y f x = , hãy vẽ đồ thị ( ) 1 C : ( ) y f x = . Do 0 0 ( ), ( ) ( ) ( ), ( ) f x f x f x f x f x   ≥  =   − <   nên ta vẽ đồ thị ( ) 1 C như sau  Giữ lại phần đồ thị ( ) a C của ( ) C không nằm phía dưới trục Ox .  Lấy đối xứng phần đồ thị còn lại của ( ) C qua trục Ox , ta được phần đồ thị ( ) b C . Khi đó ( ) ( ) ( ) 1 a b C C C = ∪ .    Từ đồ thị ( ) C : ( ) y f x = , hãy vẽ đồ thị ( ) 2 C : ( ) y f x = . Ta có ( ) ( ) ( ) 0 0 , , f x x f x f x x   ≥   =   − <    và ( ) f x là hàm chẵn nên đồ thị đối xứng qua trục tung. Do đó ta vẽ đồ thị ( ) 1 C như sau  Giữ phần đồ thị ( ) a C của ( ) C không nằm bên trái trục Oy.  Lấy đối xứng phần đồ thị còn lại của ( ) C qua trục Oy, ta được phần đồ thị ( ) b C . Khi đó ( ) ( ) ( ) 2 a b C C C = ∪ .  Từ đồ thị ( ) C : ( ) y f x = , hãy vẽ đồ thị ( ) 3 C : ( ) y f x = . Ta thực hiện như sau  Vẽ đồ thị của hàm số ( ) y f x = .  Vẽ đồ thị của hàm số ( ) y f x = .    Từ đồ thị ( ) ( ) ( ) : . C y u x v x = , hãy vẽ đồ thị ( ) 4 C : ( ). ( ) y u x v x = . Vì ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 . , . , u x v x v x u x v x u x v x v x   ≥   =   − <    , nên ta vẽ ( ) 4 C như sau  Giữ lại phần đồ thị ( ) a C của ( ) C ứng với ( ) 0 u x ≥ .  Lấy phần đối xứng phần đồ thị còn lại của ( ) C qua trục hoành, ta được ( ) b C . Khi đó ( ) ( ) ( ) 4 a b C C C = ∪ . 6. Một số kiến thức khác liên quan 6.1. Các vấn đề liên quan đến Định lí về dấu của tam thức bậc hai 6.1.1. Định lí về dấu của tam thức bậc hai Cho tam thức bậc hai 2 ( ) f x ax bx c = + + 0 ( ) a ≠ . Khi đó ta có 3 trường hợp  0 ∆ < x −∞ +∞ f(x) cùng dấu với a  0 ∆ = x −∞ 0 2 b x a = − +∞ f(x) cùng dấu với a 0 cùng dấu với a  0 ∆ > x −∞ 1 x 2 x +∞ f(x) cùng dấu a 0 trái dấu a 0 cùng dấu a WWW.MATHVN.COM www.MATHVN.com Khảo sát hàm số 5 6.1.2. Điều kiện tam thức không đổi dấu trên  Cho tam thức 2 ( ) f x ax bx c = + + 0 ( ) a ≠ . Khi đó ta có  0 0 0 ( ) ,f x x a   ∆ <  > ∀ ∈ ⇔   >     0 0 0 ( ) ,f x x a   ∆ <  < ∀ ∈ ⇔   <    .  0 0 0 ( ) ,f x x a   ∆ ≤  ≥ ∀ ∈ ⇔   >     0 0 0 ( ) ,f x x a   ∆ ≤  ≤ ∀ ∈ ⇔   <    . 6.1.3. So sánh các nghiệm của một phương trình bậc hai với một số thực cho trước Xét phương trình bậc hai ( ) 2 0 f x ax bx c = + + = (1) và một số thực α cho trước. Khi đó  (1) có hai nghiệm 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 0 x x < < 0 P ⇔ < .  (1) có hai nghiệm 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 0 x x < < 0 0 0 P S   ∆ >    ⇔ >    >    .  (1) có hai nghiệm 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 0 x x < < 0 0 0 P S   ∆ >    ⇔ >    <    .  (1) có hai nghiệm 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 x x α < < ( ) 0 0 2 af S α α     ∆ >    ⇔ >      <    .  (1) có hai nghiệm 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 x x α < < ( ) 0 0 2 af S α α     ∆ >    ⇔ >      >    .  (1) có hai nghiệm 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 x x α < < . Đặt t x α = − , phương trình (1) trở thành ( ) 0 g t = (2), ta cần phải có (2) có hai nghiệm 1 2 , t t thỏa mãn 1 2 0 t t < < 0 P ⇔ < . 6.1.4. Liên hệ về số nghiệm giữa phương trình trùng phương và phương trình bậc hai tương ứng Cho phương trình trùng phương 4 2 0 ax bx c + + = (1). Đặt 2 t x = , phương trình (1) trở thành 2 0 at bt c + + = (2). Khi đó  (1) vô nghiệm   ⇔    0 0 0 0 , , P S  ∆ <  ⇔  ∆ ≥ > <   .  (1) có một nghiệm ⇔ (2) có nghiệm 1 2 0 t t ≤ = 0 0 P S   =  ⇔   ≤   .  (1) có hai nghiệm   ⇔    0 0 0 , S P  ∆ = >  ⇔  <   . (2) vô nghiệm (2) có nghiệm 1 2 0 t t ≤ < (2) có nghiệm 1 2 0 t t = > (2) có nghiệm 1 2 0 t t < < WWW.MATHVN.COM www.MATHVN.com Khảo sát hàm số 6  (1) có ba nghiệm ⇔ (2) có nghiệm 1 2 0 t t = < 0 0 P S   =  ⇔   >   .  (1) có bốn nghiệm ⇔ (2) có nghiệm 1 2 0 t t < < 0 0 0 P S   ∆ >    ⇔ >    >    . 6.2. Góc giữa hai đường thẳng Cho hai đường thẳng 1 1 1 1 0 : a x b y c ∆ + + = và 2 2 2 2 0 : a x b y c ∆ + + = . Khi đó 1 ∆ và 2 ∆ tạo với nhau một góc α thì 1 2 1 2 2 2 2 2 1 1 2 2 cos a a bb a b a b α + = + + . Đặc biệt  1 ∆ song song 2 ∆ 1 1 1 2 2 2 a b c a b c ⇔ = ≠  1 ∆ vuông góc 2 ∆  1 2 1 2 1 2 1 . k k a a b b       ⇔ − − = −         . 6.3. Khoảng cách 6.3.1. Khoảng cách giữa hai điểm Khoảng cách giữa hai điểm ( ; ) A A A x y và ( ; ) B B B x y là 2 2 ( ) ( ) B A B A AB x x y y = − + − . 6.3.2. Khoảng cách từ một điểm tới một đường thẳng Khoảng cách từ điểm ( ; ) M M M x y tới 0 : ax by c ∆ + + = là 2 2 ( , ) M M ax by c d M a b + + ∆ = + . B. MỘT SỐ DẠNG TOÁN VÀ VÍ DỤ CÓ LỜI GIẢI 1. Tính đơn điệu của hàm số Dạng toán 1. Tìm các giá trị của tham số để hàm số đơn điệutrên một khoảng cho trước Bài 1. Tìm các giá trị của m để hàm số ( ) 3 2 1 3 2 1 3 y x mx m x = + + − + đồng biến trên khoảng ( ) 1 2 ; . Giải Cách 1. Phương pháp đồ thị hàm số Yêu cầu bài toán ⇔ ( ) 2 2 3 2 0 1 2 , ; y x mx m x ′ = + + − ≥ ∀ ∈ ⇔ 2 2 3 2 0 1 2 , ; y x mx m x   ′ = + + − ≥ ∀ ∈     (vì y ′ liên tục tại 1 x = và 2 x = ) ( ) 2 2 1 2 2 3 , ; x g x m x −   ⇔ = ≥ − ∀ ∈     + hay ( ) 1 2 ; min x g x m   ∈     ≥ − . Ta có ( ) ( ) 2 2 2 6 4 2 3 x x g x x + + ′ = + ; ( ) 1 1 2 0 2 1 2 ; ; x g x x    = − ∉      ′ = ⇔    = ∈       , và ( ) 1 1 5 g = − , ( ) 2 2 7 g = . Do đó ( ) ( ) 1 2 1 1 5 ; min x g x g   ∈     = = − . Vậy các giá trị của m cần tìm là 1 5 m ≥ . Cách 2. Phương pháp tam thực bậc hai WWW.MATHVN.COM www.MATHVN.com Khảo sát hàm số 7 Yêu cầu bài toán ⇔ ( ) ( ) 2 2 3 2 0 1 2 , ; y f x x mx m x ′ = = + + − ≥ ∀ ∈ . Điều này xảy ra nếu một trong hai điều kiện sau đây được thỏa mãn i. 2 2 3 2 0y x mx m x ′ = + + − ≥ ∀ ∈  , tức là 2 3 2 0 1 2 m m m ′ ∆ = − + ≤ ⇔ ≤ ≤ . ii. ( ) 0 f x = có hai nghiệm 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 1 x x < ≤ hoặc 1 2 2 x x ≤ < . Trường hợp 1. ( ) 0 f x = có hai nghiệm 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 1 x x < ≤ , ta có ( ) 2 3 2 0 1 5 1 0 1 2 m m af m S m     ′ ∆ = − + >    = − ≥      = − <    1 2 1 1 1 5 5 2 1 m m m m m m   < ∨ >      ≤ <    ⇔ ≥ ⇔     >    > −     . Trường hợp 2. ( ) 0 f x = có hai nghiệm 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 2 x x < < , ta có ( ) 2 3 2 0 2 7 2 0 2 2 m m af m S m     ′ ∆ = − + >    = + ≥      = − >    1 2 2 7 2 m m m m m   < ∨ >      ⇔ ≥ − ⇔ ∈ ∅     < −     . Kết hợp các trường hợp trên ta được các giá trị m cần tìm là 1 5 m ≥ . Bài 2. Tìm các giá trị của m để hàm số ( ) ( ) 3 2 2 1 2 1 9 9 2 3 y x m x m m x = + − + − + + đồng biến trên khoảng ( ) 1 ; −∞ . Giải Hàm số đã cho đồng biến trên khoảng ( ) 1 ; −∞ khi và chỉ khi ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 1 9 9 0 1 ; y f x x m x m m x ′ = = + − + − + ≥ ∀ ∈ −∞ . Điều này xảy ra khi và chỉ khi một trong hai điều kiện sau được thỏa mãn i. ( ) 0f x x ≥ ∀ ∈  2 8 3 5 8 0 1 3 m m m ′ ⇔ ∆ = + − ≤ ⇔ − ≤ ≤ . ii. ( ) 0 f x = có hai nghiệm 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 1 x x ≤ < , tương đương với ( ) ( ) 2 2 8 1 3 5 8 0 3 1 5 8 0 0 2 1 1 2 m m m af m m m S m m       − < <  ′  ∆ = + − >       = − + ≥ ⇔ ∈       <     = − − >        8 3 m ⇔ < − . Kết hợp các trường hợp trên, ta được các giá trị m cần tìm là 1 m ≤ . Bài 3. Tìm các giá trị của m để hàm số ( ) ( ) 3 2 1 2 1 1 2 1 3 y x m x m x m = + − + + + − a. đồng biến trên  , b. đồng biến trên ) 1 ;  +∞   , c. nghịch biến trên khoảng ( ) 0 1 ; . Giải WWW.MATHVN.COM www.MATHVN.com Khảo sát hàm số 8 Ta có ( ) ( ) 2 2 2 1 1 y f x x m x m ′ = = + − + + . a. Hàm số đồng biến trên  khi và chỉ khi ( ) 2 2 2 1 1 0y x m x m x ′ = + − + + ≥ ∀ ∈  . Khi đó ( ) 2 2 1 1 0 0 5 m m m ′ ∆ = − − − ≤ ⇔ ≤ ≤ . Vậy các giá trị của m cần tìm là 0 5 m ≤ ≤ . b. Hàm số đã cho đồng biến trên ) 1 ;  +∞   khi và chỉ khi ) 0 1;y x  ′ ≥ ∀ ∈ +∞   . Điều này tương đương với ( ) ) 2 2 1 4 1 ; x x g x m x x − +  = ≤ ∀ ∈ +∞   + hay ) ( ) 1; max x g x m  ∈ +∞   ≤ . Ta có ( ) ( ) 2 2 4 2 2 4 1 x x g x x − − + ′ = + ; ( ) ) ) 1 1 0 1 1 2 ; ; x g x x   = − ∉ +∞     ′ = ⇔   = ∉ +∞     . Bảng biến thiên x 1 +∞ ( ) g x ′ − ( ) g x 1 5 0 Ta thấy ) ( ) ( ) 1 1 1 5 ; max x g x g  ∈ +∞   = = . Do đó ta có 1 5 m ≥ . Vậy các giá trị m cần tìm là 1 5 m ≥ . c. Yêu cầu bài toán ⇔ ( ) 0 0 1 ; y x ′ ≤ ∀ ∈ 0 0 1 ; y x   ′ ≤ ∀ ∈     (vì y ′ liên tục tại 0 x = và 1 x = ) ( ) 2 2 0 1 4 1 , ; x x g x m x x − +   ⇔ = ≥ ∀ ∈     + , tức là ( ) 0 1; min x g x m   ∈     ≥ . Ta có ( ) 1 0 1 0 1 0 1 2 ; ; x g x x    = − ∉       ′ = ⇔    = ∈       ; ( ) 0 0 g = ; 1 1 2 4 g      =        và ( ) 1 1 5 g = . Do đó ( ) ( ) 0 1 0 0 ; min x g x g   ∈     = = nên các giá trị m cần tìm là 0 m ≤ . Bài 4. Tìm các giá trị của m để hàm số ( ) 2 2 1 1 2 x m x y x + + + = − nghịch biến trên khoảng ( ) 0 1 ; . Giải Hàm số nghịch biến trên khoảng ( ) 0 1 ; khi và chỉ khi ( ) ( ) 2 2 4 4 3 0 0 1 2 ; x x m y x x − − − ′ = ≥ ∀ ∈ − , tương đương với ( ) ( ) 2 4 4 3 0 0 1 ; g x x x m x = − − − ≥ ∀ ∈ . Vì g liên tục tại 0 x = và tại 1 x = nên ( ) 2 4 4 3 0 0 1 ; g x x x m x   = − − − ≥ ∀ ∈     hay ( ) 0 1 0 ; min x g x   ∈     ≥ . Ta có ( ) 2 4 0 2 0 1 ; g x x x   ′ = − = ⇔ = ∉     ; ( ) 0 4 3 g m = − − và ( ) 1 4 6 g m = − − . Suy ra ( ) ( ) 0 1 1 4 6 ; min x g x g m   ∈     = = − − . Do đó các giá trị của m cần tìm là 3 2 m ≤ − . Bài 5. Tìm các giá trị của m để hàm số ( ) 2 1 2 1 2 x m x m y x m + + − + = − đồng biến trên khoảng ( ) 1 ; +∞ . Giải WWW.MATHVN.COM www.MATHVN.com Khảo sát hàm số 9 Hàm số nghịch biến trên khoảng ( ) 1 ; +∞ ⇔ ( ) ( ) 2 2 2 4 2 1 0 1 ; x mx m y x x m − − − ′ = ≥ ∀ ∈ +∞ − , hay ( ) ( ) 2 2 4 2 1 0 1 1 ; g x x mx m x m   = − − − ≥ ∀ ∈ +∞     ≤    Ta thấy 2 6 1 0 g m m ′ ∆ = + > ∀ ∈  nên ( ) 0 , g x x > ∀ ∈  . Do đó các giá trị m cần tìm là 1 m ≤ . Dạng toán 2. Tìm các giá trị của tham số để hàm số có cực trị thỏa mãn điều kiện số cho trước Bài 6. Tìm các giá trị của m để hàm số 3 2 1 2 3 y x mx mx = + + + có hai cực trị 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 4 x x − ≥ . Giải Hàm số đã cho có hai cực trị 1 2 , x x 2 2 3 0 y x mx m ′ ⇔ = + + = có hai nghiệm phân biệt 1 2 , x x 2 0 3 0 3 m m m m  <  ⇔ − > ⇔  >   (1). Khi đó ( ) ( ) 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 4 16 4 16 0 x x x x x x x x− ≥ ⇔ − ≥ ⇔ + − − ≥ (2). Theo định lí Viet ta có 1 2 1 2 2 3 x x m x x m   + = −    =   nên (2) ⇔ 2 1 4 12 16 0 4 m m m m  ≤ −  − − ≥ ⇔  ≥   (3) Kết hợp (1) và (3) ta tìm được các giá trị m thỏa mãn yêu cầu bài toán là 1 m ≤ − hoặc 4 m ≥ . Bài 7. Tìm các giá trị của m để hàm số ( ) 3 2 1 1 50 2 1 1 3 2 9 y x m x x = − − + + có hai cực trị 1 2 , x x thỏa mãn 1 2 2 x x = . Giải Hàm số đã cho các hai cực trị ( ) 2 50 2 1 0 9 y x m x ′ ⇔ = − − + = có hai nghiệm phân biệt 1 2 , x x ( ) 2 50 2 1 4 0 9 . m ⇔ ∆ = − − > 3 10 2 6 3 10 2 6 m m  −  <   ⇔  +  >   (1) Ta có 1 2 2 x x = nên theo định lí Viet, ta có 1 2 2 1 x x m + = − 2 2 1 3 m x − ⇔ = . Khi đó 1 2 50 9 x x = 2 2 2 3 50 2 1 50 2 2 2 9 3 9 m m x m    = −     = ⇔ = ⇔       = −     . Hai giá trị vừa tìm được của m đều thỏa mãn (1) nên 3 m = và 2 m = − thỏa yêu cầu bài toán. Bài 8. Tìm các giá trị của m để hàm số ( ) ( ) 3 2 1 1 4 2 5 1 3 2 y x m x m x = − + + + + thỏa mãn a. có hai cực trị lớn hơn 1 − ; b. có đúng một cực trị lớn hơn 1 − ; c. có ít nhất một cực trị lớn hơn 3 2 ; WWW.MATHVN.COM www.MATHVN.com Khảo sát hàm số 10 d. có hai cực trị nhỏ hơn 4; e. có một cực trong khoảng ( ) 3 5 ; ; f. không có cực trị. Giải Ta có ( ) 2 4 2 5 y x m x m ′ = − + + + ; 2 4 5 0 2 x x y m x − + ′ = ⇔ = − . Xét hàm số ( ) 2 4 5 2 x x g x x − + = − ; ( ) ( ) 2 2 4 3 2 x x g x x − + ′ = − ; ( ) 1 0 3 x g x x  =  ′ = ⇔  =   . Bảng biến thiên x −∞ 1 − 1 3 2 2 3 4 5 +∞ ( ) g x ′ + + − − − + + + ( ) g x −∞ 10 3 − 2 − 5 2 − −∞ +∞ 2 5 2 10 3 +∞ Vì nghiệm của phương trình 0 y ′ = cũng chính là hoành độ giao điểm của y m = và ( ) y g x = nên từ bảng biến thiên của hàm số ( ) y g x = ta thấy a. Hàm số có hai cực trị lớn hơn 1 − 10 2 3 m ⇔ − < < − hoặc 2 m > . b. Hàm số có đúng một cực trị lớn hơn 1 − 10 3 m ≤ − . c. Hàm số có ít nhất một cực trị lớn hơn 3 2 ⇔ 5 2 m < − hoặc 2 m > . d. Hàm số có hai cực trị nhỏ hơn 4 2 m ⇔ < − hoặc 5 2 2 m < < . e. Hàm số có một cực trong khoảng ( ) 3 5 ; 10 2 3 m⇔ < < . f. Hàm số không có cực trị 2 2 m ⇔ − ≤ ≤ . Bài 9. Tìm các giá trị của m để hàm số ( ) 4 2 1 2 1 y x m x m = + − + + có ba cực trị. Giải Hàm số có ba cực trị ( ) 2 2 2 1 0 y x x m ′ ⇔ = + − = có ba nghiệm phân biệt 2 2 1 0 x m ⇔ + − = có hai nghiệm phân biệt khác 0 ( ) 2 1 0 3 0 m m   ′ ∆ = − − >   ⇔   − ≠    1 3 m m   >  ⇔   ≠   . Bài 10. Tìm các giá trị của m để đồ thị hàm số 2 4 2 6 2 m y x mx= + + − có ba điểm cực trị , , A B C (trong đó điểm A thuộc trục tung) sao cho tứ giác ABOC là hình bình hành. Giải WWW.MATHVN.COM www.MATHVN.com [...]... hàm s (1) khi m = 1 6 Cho hàm s y = x 3 + 3x 2 + (m + 1) x + 4m a Kh o sát và v (m ≥ 1) (m = 2) thi hàm s ã cho ng v i m = −1 www.MATHVN.com 22 (m ≥ 9) Kh o sát hàm s WWW.MATHVN.COM b Tìm các giá tr c a m hàm s ngh ch bi n trên (−1;1) (m < −10) 1 3 x − mx 2 + (2m − 1) x − m + 2 3 a Kh o sát và v th hàm s ã cho ng v i m = 2 7 Cho hàm s y = b Tìm các giá tr c a m   m < − 1      2   hàm. .. , hàm s b Kh o sát và v th hàm s tc c (m = 2) it i x = 2 ã cho ng v i m = 2 x 2 + mx , (1) ( m là tham s ) 1− x a Kh o sát s bi n thi n và v th hàm s (1) khi m = 0 b Tìm m hàm s có c c i và c c ti u V i giá tr nào c a m thì kho ng cách gi a hai i m c c tr c a hàm s (1) b ng 10? (m = 4) 29 Cho hàm s y = x 2 + (2m + 1)x + m 2 + m + 4 , (1) ( m là tham s ) 2(x + m ) a Kh o sát s bi n thi n và v th hàm. .. ch bi n trên (−2; 0) 8 Cho hàm s y = x 3 − 3mx 2 + m − 1 a Kh o sát và v thi hàm s ã cho ng v i m = 1 b Tìm các giá tr c a m hàm s ngh ch bi n trên (−∞; 0) (m ≥ 0) 1 9 Cho hàm s y = − x 3 + (m − 1)x 2 + (m + 3)x − 4 3 a Kh o sát và v thi hàm s ã cho ng v i m = 2 b Tìm các giá tr c a m 10 Tìm các giá tr c a m   m ≥ 12      7   ng bi n trên (0; 3) hàm s hàm s y = x 2 + 2(m + 1)x + 2... Cho hàm s y = x −3 a Kh o sát và v th (C ) hàm s ã cho b Tìm các i m M ∈ (C ) sao cho cách 124 Cho hàm s y = u hai ư ng ti m c n c a (C ) x −2 x +2 www.MATHVN.com 35 nh th ng hàng ( M 3 ± 5; 1 ± 5 ) Kh o sát hàm s WWW.MATHVN.COM a Kh o sát và v th (C ) hàm s ã cho b Tìm các i m M ∈ (C ) sao cho t ng kho ng cách t M t i Ox và Oy là nh nh t 125 Cho hàm s y = a Kh o sát và v x −2 x −1 th (C ) hàm. ..   m < 3      2   Kh o sát hàm s WWW.MATHVN.COM 34 Cho hàm s y = x − 3x + 4m , (1) ( m là tham s ) a Kh o sát hàm s (1) khi m = 1 b Ch ng minh r ng th hàm s luôn có hai i m c c tr Khi ó xác 3 2 i m c c tr này thu c tr c hoành nh m m t trong hai (m = 0 ho c m = 1) 35 Cho hàm s y = 2x 3 + 3(m − 3)x 2 + 11 − 3m a Kh o sát và v th hàm s ã cho ng v i m = 3 hàm s có c c i, c c ti u và ư ng... (1) ( m là tham s ) a Kh o sát s bi n thi n và v th hàm s (1) khi m = 1 b Tìm m hàm s (1) có ba i m c c tr 27 Cho hàm s y = (x − m )3 − 3x , (1) ( m là tham s ) a Kh o sát s bi n thi n và v th hàm s (1) khi m = 1 b Xác nh m hàm s (1) t c c ti u t i i m có hoành (−5 < m < −1) (−5 < m < −3) t giá tr − 2 (x + x ) (m = −4) 1 2 (m < −3 ho c 0 < m < 3) x = 0 (m = −1) 2 28 Cho hàm s y = x + 2x + m x 2... >     4   92 Cho hàm s y = −x 4 + 2x 2 + 3 a Kh o sát và v th c a hàm s ã cho b Bi n lu n theo m s nghi m c a phương trình x 4 − 2x 2 = m 4 − 2m 2 93 Cho hàm s y = x 3 − (m + 2)x + m , m là tham s a Tìm m hàm s ã cho có c c tr t i x = −1 b Kh o sát s bi n thi n và v th (C ) c a hàm s ng v i m = 1 c Bi n lu n theo k s giao i m c a (C ) v i ư ng th ng y = k 94 Cho hàm s y = −x 3 + 3mx 2 +... hàm s y = x 3 − 3x 2 − 9x + m www.MATHVN.com 32   S = 16      15        1 < m < 5 − 5      2     Kh o sát hàm s WWW.MATHVN.COM a Kh o sát và v th (C ) c a hàm s khi m = 2 b Tìm các giá tr c a m th hàm s c t tr c hoành t i ba i m phân bi t có hoành l p thành c p s c ng (m = 11) 97 Cho hàm s y = x 3 + 3(m − 1)x 2 + 2(m 2 − 4m + 1)x − 4m(m − 1) a Kh o sát và v th (C ) c a hàm. .. th hàm s c t tr c hoành t i ba i m phân bi t có hoành l p thành c p s c ng (m ≠ −1) 98 Cho hàm s y = x 3 − 3mx 2 + 2m(m − 4)x + 9m 2 − m a Kh o sát và v th (C ) c a hàm s khi m = 1 b Tìm các giá tr c a m th hàm s c t tr c hoành t i ba i m phân bi t có hoành l p thành c p s c ng (m = 1) 99 Cho hàm s y = x 3 + mx − 2 a Kh o sát và v th (C ) c a hàm s khi m = 3 b Tìm các giá tr c a m (m > −3) th hàm. .. 4 , (C ) (1) x −2 a Kh o sát s bi n thi n và v th c a hàm s (1) b Tìm m ư ng th ng y = mx + 2 − 2m c t th (C ) t i hai i m phân bi t 100 Cho hàm s y = (m > 1) 101 Cho hàm s y = 2x 3 − 3x 2 − 1 , (1) a Kh o sát và v th (C ) c a hàm s (1) b G i dk là ư ng th ng qua M (0; −1) và có h s góc b ng k Tìm k ư ng th ng dk c t (C ) t i 3 i m phân bi t (k > − 102 Cho hàm s y = a Kh o sát và v b Tìm m 9 và k ≠ . Khảo sát hàm số 1 Đồ thị hàm số và các bài toán liên quan A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Tính đơn điệu của hàm số 1.1. Định nghĩa. Cho hàm số f xác định trên. SỐ DẠNG TOÁN VÀ VÍ DỤ CÓ LỜI GIẢI 1. Tính đơn điệu của hàm số Dạng toán 1. Tìm các giá trị của tham số để hàm số đơn điệutrên một khoảng cho trước Bài 1. Tìm các giá trị của m để hàm số. một số điểm hữu hạn thuộc I . f là hàm hằng trên I 0 ( ) , f x x I ′ ⇔ = ∀ ∈ . 2. Cực trị của hàm số 2.1. Điều kiện cần để có cực trị Cho hàm số f có đạo hàm tại 0 x . Nếu hàm số