Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 20 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
20
Dung lượng
858,87 KB
Nội dung
GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Chủ đề: ỨNG DỤNG CỦA ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ HÀM SỐ Chuyên đề 1: SỰ ĐỒNG BIẾN VÀ NGHỊCH BIẾN CỦA HÀM SỐ Định nghóa: Hàm số f đồng biến K (x1, x2 K, x1 < x2 f(x1) < f(x2) Hàm số f nghịch biến K (x1, x2 K, x1 < x2 f(x1) > f(x2) Điều kiện cần: Giả sử f có đạo hàm khoảng I a) Nếu f đồng biến khoảng I f(x) 0, x I b) Nếu f nghịch biến khoảng I f(x) 0, x I Điều kiện đủ: Giả sử f có đạo hàm khoảng I a) Neáu f (x) 0, x I (f(x) = số hữu hạn điểm) f đồng biến I b) Nếu f (x) 0, x I (f(x) = số hữu hạn điểm) f nghịch biến I c) Nếu f(x) = 0, x I f không đổi I Vấn đề 1: Xét chiều biến thiên hàm số Phương pháp giải: Để xét chiều biến thiên hàm số y = f(x), ta thực bước sau: – Tìm tập xác định hàm số – Tính y Tìm điểm mà y = y không tồn (gọi điểm tới hạn) – Lập bảng xét dấu y (bảng biến thiên) Từ kết luận khoảng đồng biến, nghịch biến hàm số Chú ý: Dấu nhị thức bậc f (x) ax b : - x f (x) ax b trái dấu với a b a + dấu với a Dấu tam thức bậc hai f (x) ax bx c : - Nếu < f(x) dấu với a - Nếu = f(x) dấu với a (trừ x = b ) 2a - Nếu > f(x) có hai nghiệm x1, x2 x - x1 + x2 dấu với a trái dấu với a dấu với a f (x) ax bx c Bảng biến thiên: Ví dụ 1: Xét đồng biến, nghịch biến hàm số: y 2x 9x 24x Giải: Tập xác định: D = x 1 Ta có: y 6x 18x 24 , y x Bảng biến thiên: x y’ - - -1 + + - y Hàm số nghịch biến khoảng: (; 1),(4; ) ; đồng biến khoảng: (1; 4) Ví dụ 2: Xét đồng biến, nghịch biến hàm số: y x3 3x 3x GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Giải: Tập xác định: D= Ta có: y ' 3x 6x , y' 3x 6x x 1 Bảng biến thiên: x - -1 y’ + + + y Hàm số đồng biến Ví dụ 3: Xét đồng biến, nghịch biến hàm số: y x 4x Giải: Tập xác định: D= x Ta có: y ' 4x 8x , y ' x Bảng biến thiên: x - 2 y’ + 0 + + - y Hàm số nghịch biến khoảng: ( 2;0),( 2; ) ; đồng biến khoảng: (; 2),(0; 2) 2x 1 Ví dụ 4: Xét đồng biến, nghịch biến hàm số: y x 1 Giải: Tập xác định: D \{1} 1 Ta có: y ' 0, x D (x 1) Bảng biến thiên: x - + y’ y Hàm số nghịch biến khoảng: (;1),(1; ) x 2x 1 Ví dụ 5: Xét đồng biến, nghịch biến hàm số: y x2 Giải: Tập xác định: D \{2} x 5 x 4x , x ; y ' x 4x Ta có: y ' x x 2 Bảng biến thiên: x y’ - - -5 -2 + + + - y Hàm số nghịch biến khoảng: (; 5),(1; ) ; đồng biến khoảng: (5; 2),(2;1) GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Luyện tập (Bài tập nhà): Xét chiều biến thiên hàm số: a/ y x 4x Bài i/ y b/ y x 6x 8x 1 c/ y x 4x d/ y x3 6x 9x 2x x 7 x 2x 1 x2 x 8x k/ y x 5 x2 l/ y x x 3 j/ y e/ y x3 3x 3x f/ y x 2x 2x 1 x 1 3x 1 h/ y 1 x g/ y m/ y 4 3x 6x 1 n/ y x 1 x 3x o/ y x 2x Giải: a/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x 4x * Hàm số đã cho xác định D * Tính y ' 4x3 8x x x 2 x x x 4x * Cho y ' 4x 8x 4x(x 2) * Bảng xét dấu: x – y' + – 0 + y + – – –3 – * Dựa vào bảng biế n thiên: Hàm số đồng biến trên: ; 0; Hàm số nghịch biến trên: 2;0 2; b/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x 6x 8x 1 * Hàm số đã cho xác định D x 2 * Tính y ' 4x3 12x 4x 1 x 2 Cho y ' x 1 x 2 2 x * Bảng xét dấu: GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) 2 x y' y 23 * Dựa vào bảng biế n thiên, hàm số nghịch biến ; 2 đồng biến 2;1 1; hay hàm số đồng biến khoảng 2; c/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x 4x * Tâ ̣p xác đinh: ̣ D * Tính: y ' 4x3 Cho y ' 4x3 x 1 * Bảng biến thiên: x 1 y' + y f (x) * Dựa vào bảng biế n thiên: Hàm số nghịch biến trên: ; 1 Hàm số đồng biến trên: 1; d/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x 6x 9x * Hàm số đã cho xác định D x * Tính y ' 3x 12x Cho y 3x 12x x * Bảng biến thiên: x y' 4 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) y * Dựa vào bảng biế n thiên: Hàm số nghịch biến trên: ;1 3; Hàm số đồng biến trên: 1;3 e/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x 3x 3x * Hàm số đã cho xác định D * Tìm y ' 3x 6x Cho y' 3x 6x x 1 * Bảng biến thiên: 1 x y' + y f (x) + * Dựa vào bảng biến thiên: Hàm số đồng biến ; 1 1; Hay hàm số đồ ng biế n tâ ̣p xác đinh ̣ D f/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x 2x x Tâ ̣p xác đinh: ̣ D ;0 2; x * Hàm số đã cho xác định khi: x 2x * Ta có: y ' x 1 x 2x * Cho y ' , x ;0 2; Hàm số khơng có đạo hàm tại: x 0; x x 1 x 2x x 1 x * Bảng biến thiên: x y' y * Dựa vào bảng biế n thiên: GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Hàm số nghịch biến trên: ;0 Hàm số đồng biến trên: 2; g/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y 2x 1 x 1 * Hàm số đã cho xác đinh ̣ trên: D \{1} * Ta có: y ' 2.11.1 (x 1) 1 0, x D (x 1) * Bảng biến thiên: x y' y * Dựa vào bảng biế n thiên: Hàm số nghịch biến ;1 1; h/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y 3x 1 3x 1 x x 1 * Hàm số xác định liên tục D \ 1 * Tìm y ' 3.11.1 (1 x) 0; x (1 x) * Bảng biến thiên: x y' y 3 3 * Hàm số đã cho đồng biến (tăng) khoảng: ;1 1; i/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y 2x 2x x 7 x7 * Hàm số đã cho xác định liên tục trên: D \ 7 * Tính y ' 2.7 1.3 17 0, x D \ 7 2 x 7 x 7 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) * Bảng biến thiên: 7 x y' 2 y 2 Hàm số đã cho nghịch biến trên: ; 7 7; j/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x 2x 1 x2 * Hàm số đã cho xác định trên: D : 2 2; * Ta có: y ' x 4x * Cho y ' x 2 , x x 4x x 2 x 5 x 4x x * Bảng biến thiên: x 2 5 y' y 0 12 * Dựa vào bảng biế n thiên: Hàm số nghịch biến trên: ; 5 1; Hàm số đồng biến trên: 5; 2 2;1 k/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x 8x x 5 * Hàm số đã cho xác định liên tục trên: D \ 5 * Ta có: y ' x 10x 31 x 5 0, x Hàm số đồng biến ;5 5; GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) x2 l/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x2 x * Hàm số đã cho xác định khi: x x đúng x TXÐ: D * Ta có: y ' x x * Cho y ' 2x 1x 2 x2 x 7x x2 x 7x x2 x 7x x * Bảng biến thiên: x 8/7 y' y 8 8 * Hàm số đã cho đồng biến ; nghịch biến ; 7 7 m/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y 4 3x 6x 1 * Hàm số đã cho xác định D * Ta có: y ' 3 6x 1 6x 4 3x 6x 1 36x 24x 24 6x 1 x 1 36x 24x 24 3 * Cho y ' 36x 24x 24 6x 1 x 3 * Bảng biến thiên: 1 3 x y' 1 3 y * Dựa vào bảng biế n thiên: 1 Hàm số đã cho đồng biến trên: ; ; 3 3 1 1 ; Hàm số nghịch biến trên: 3 3 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) n/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x 1 x 3x * Hàm số đã cho xác định D 2x * Ta có: y ' 1 x 3x x 3x 2x 3 x 3x x x 1 * Cho y ' x 3x 2x 3 2 x 3x 2x 3 * Bảng biến thiên: x 1 y' y * Dựa vào bảng biế n thiên: Hàm số đã cho đồng biến trên: ; 1 Hàm số nghịch biến trên: 1; o/ Tìm khoảng đơn điệu các hàm số: y x 2x x 2x 2 * Hàm số đã cho xác định D 2x 2 * Ta có: y ' 2x 2 x 2x 3 x 2x 2 2x x 2x ; x 0, x Hàm số khơng có đạo hàm tại x x * Cho y' 2x x * Bảng biến thiên: x y' y * Dựa vào bảng biế n thiên: Hàm số nghịch biến ;1 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Hàm số đồng biến 1; Bài Xét chiều biến thiên hàm số: Giải: 10 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Bài Xeùt chiều biến thiên hàm số: Giải: 11 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Bài Xét chiều biến thiên hàm số: Giải: 12 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Bài Xét chiều biến thiên hàm số: Giải: 13 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Vấn đề 2: Tìm điều kiện để hàm số đồng biến nghịch biến tập xác định (hoặc khoảng xác định) Phương pháp giải: Cho hàm số y f (x, m) , m tham số, có tập xác định D - Hàm số f đồng biến D y 0, x D - Hàm số f nghịch biến D y 0, x D Từ suy điều kiện m Chú ý: 1) y = xảy số hữu hạn ñieåm ab0 ab0 c c 2) Neáu y ' ax bx c thì: y ' 0, x R ; y ' 0, x R a 0 a Ví dụ 1: Tìm m để hàm số: y= x3 – 3mx2 + (m + 2)x – m đồng biến Giải: Tập xác định: D= Ta có: y = 3x2– 6mx+ m+ ; = 9m2– 3m– ; Hệ số a = > Nếu m Khi y 0, x Hàm số đồng biến m Nếu > Khi phương trình y = có nghiệm phân biệt x1, x2 (giả sử x1< x2) m Bảng biến thiên: - + x1 x2 x y’ + 0 + y Hàm số không đồng biến Kết luận: Giá trị m thỏa mãn toán là: m Ví dụ 2: Tìm m để hàm số: y m2 1 x m 1 x 3x đồng biến Giải: Tập xác định: D= Ta có: y ' m2 1 x m 1 x ; = 2m2 2m ; Hệ số a = m2 1 Nếu m2 1 m 1 Với m = y ' 4x ; y ' x Hàm số không đồng biến Với m = -1 y ' 0, x Hàm số đồng biến Nếu m 1 m 1 m2 1 m 1 Để hàm số đồng biến y ' 0, x m 2m 2m Kết luận: Giá trị m thỏa mãn toán là: m 1 m 2mx 1 Ví dụ 3: Tìm m để hàm số: y nghịch biến khoảng xác định xm Giải: 14 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Tập xác định: D = \ m Ta có: y ' 2m 1 x m Để hàm số nghịch biến D y ' 0, x m 2m2 1 Kết luận: Giá trị m thỏa mãn toán là: Lưu ý: Không xảy trường hợp m 1 m 2 1 m 2 1 y ' 0, x không với điều kiện cần đủ 2 để hàm số đơn điệu 2x m 2 x 3m 1 nghịch biến khoảng xác định x 1 Giải: 2x 4x 2m Tập xác định: D = \ 1 Ta có: y ' x 1 Ví dụ 4: Tìm m để hàm số: y Để hàm số nghịch biến D y ' 0, x 2x 4x 2m 4m m Kết luận: Giá trị m thỏa mãn tốn là: m Ví dụ 5: Tìm m để hàm số: y x mx 2m 1 x m nghịch biến khoảng 2;0 Giải: Tập xác định: D = x Ta có: y ' x 2mx 2m 1 ; y ' x 2mx 2m 1 x 2m 1 Nếu 2m 1 m y ' x 1 0, x Hàm số không nghịch biến khoảng 2;0 Nếu 2m 1 m Ta có bảng biến thiên: x - + 2m 1 y’ + - + y Dựa vào BBT ta thấy hàm số không nghịch biến khoảng 2;0 Nếu 2m 1 1 m 1 Ta có bảng biến thiên: x - 2m 1 y’ + - + + y Dựa vào BBT ta có : Để hàm số nghịch biến khoảng 2;0 2m 1 2 m Kết luận: Giá trị m thỏa mãn toán là: m 15 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Luyện tập (Bài tập nhà): Bài Cho hàm số y x3 3(m 1)x 3m(m 2)x 1 Tìm m để hàm số đồng biến R Giải: TXĐ: D = R Ta có: y' 3x 6(m 1)x 3m(m 2) a Hàm số đồng biến R y ' 0, x (vô lí) ' Bài Cho hàm số y x (m x) m Tìm m để hàm số nghịch biến R Giải: TXĐ: D = R Ta có: y ' 3x 2mx a 1 m0 Hàm số đã cho nghịch biến R y ' 0, x 3x 2mx 0, x m Bài Cho hàm số y x 2x (m 1)x m Tìm m để hàm số đồng biến R Giải: TXĐ: D = R Ta có: y ' 3x 4x m 1 a Hàm số đồng biến R y ' 0, x 3x 4x m 1 0, x m ' 3m Vậy: Với m u cầu tốn thỏa mãn Bài Cho hàm số y x (m x) mx Tìm m để hàm số nghịch biến R Giải: TXĐ: D = R Ta có : y ' 3x 2mx m a 3 0m3 Hàm số nghịch biến R y ' 0, x 3x 2mx m 0, x m 3m Vậy: Với m điều kiện tốn thỏa mãn Bài Cho hàm số y x 3mx 3(2m 1)x 1 Tìm m để hàm số đồng biến R Giải: TXĐ: D = R Ta có: y ' 3x 6mx 3(2m 1) Hàm số đồng biến R y ' 0, x a 3x 6mx 3(2m 1) 0, x m 1 ' m 2m 1 Vậy: Với m = điều kiện toán thỏa mãn Bài Cho hàm số y x (m 1)x (m 3)x Tìm m để hàm số nghịch biến R Giải: TXĐ: D = R Ta có: y ' x 2(m 1)x m Hàm số luôn giảm y ' 0, x a 1 x 2(m 1)x m 0, x (vô nghiem) ' m m Vậy: Khơng có giá trị m thỏa yêu cầu toán Bài Cho hàm số y mx (2m 1)x (m 2)x Tìm m để hàm số đồng biến R Giải: TXĐ: D =R 16 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Ta có: y ' 3mx 2(2m 1)x m Trường hợp 1: m y' 2x m = không thỏa yêu cầu toán Trường hợp 2: m Hàm số đồng biến R y ' 0, x a 3m m m (vô nghiem) m ' (2m 1) 3m(m 2) m 2m Vậy: Khơng có giá trị m thỏa yêu cầu toán m 1 Bài Tìm m để hàm số y x mx (3m 2)x đồng biến R Giải: TXĐ: D = R Ta có: y ' (m 1)x 2mx 3m Trường hợp 1: m 1 m y' 2x 1 m = không thỏa yêu cầu toán Trường hợp 2: m 1 m Hàm số đồng biến y ' 0, x m 1 (m 1)x 2mx 3m 0, x m2 ' 2m 5m Vậy: Với m u cầu tốn thỏa mãn Bài Cho hàm số y mx mx x Tìm m để hàm số đã cho nghịch biến R Giải: TXĐ: D = R Ta có: y ' mx 2mx 1 Trường hợp 1: m y' 1 m = thỏa yêu cầu toán Trường hợp 2: m Hàm số đã cho nghịch biến R y ' 0, x m a m mx 2mx 1 0, x 1 m m ' m m Vậy: Với 1 m u cầu tốn thỏa mãn 1 m Bài 10 Định m để hàm số y x 2(2 m)x 2(2 m)x nghịch biến R Giải: TXĐ: D = R Ta có: y' (1 m)x 4(2 m)x 2m Trường hợp 1: m y ' 4x x nên m = không thỏa yêu cầu toán Trường hợp 2: m m 1 a 1 m 2m3 Hàm số giảm 2 m ' 2m 10m 12 Bài 11 Cho hàm số y m2 x (m 2)x (m 8)x m 1 Tìm m để đồ thị hàm số nghịch biến R Giải: TXĐ: D = R y' (m 2)x 2(m 2)x m 8 Trường hợp 1: m m 2 y' 10 m = -2 thỏa yêu cầu toán Trường hợp 2: m 2 Hàm số nghịch biến R y ' 0, x a m (m 2)x 2(m 2)x m 0, x m 2 ' 10m 20 17 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Vậy: Với m 2 yêu cầu toán thỏa mãn Bài 12 Cho hàm số y (m2 1)x (m 1)x 3x Tìm m để hàm số đồng biến R Giải: TXĐ: D = R Ta có: y ' (m2 1)x 2(m 1)x Trường hợp 1: m2 1 m 1 * m y' 4x m = không thỏa yêu cầu toán * m 1 y' m = - thỏa yêu cầu toán Trường hợp 2: m2 1 m 1 Hàm số đồng biến R y ' 0, x m2 1 (m2 1)x 2(m 1)x m 1 m 2m 2m Vậy: Với m 1 m tốn thỏa mãn mx Bài 13 Tìm m để hàm số y đồng biến khoảng xác định x m 3 Giải: TXĐ: D R \ 3 m m 3m (x m 3) Hàm số đồng biến y' 0, x m m2 3m m 1 m Ta có: y ' x m2 x m Bài 14 Cho hàm số y Tìm m để hàm số đồng biến khoảng xác định x 1 Giải: TXĐ: D R \ 1 x 2x m m (x 1)2 Hàm số đồng biến tập xác định y ' 0, x 1 a ( đúng) x 2x m m 0, x 1 m m 1 2 (1) 2(1) m m x Bài 15 Cho hàm số y Xác định m để hàm số nghịch biến khoảng xác định x m Giải: TXĐ: D R \ m Ta có: y ' m (x m) Hàm số đồng biến khoảng xác định y ' 0, x m m m Ta có: y ' Bài 16 Cho hàm số y mx (m 2)x m2 2m Xác định m để hàm số nghịch biến x 1 khoảng xác định Giải: TXĐ: D R \ 1 mx 2mx m2 3m (x 1)2 Trường hợp 1: m y' chưa xác định tính đơn điệu hàm số nên m=0 không thỏa yêu cầu toán Trường hợp 2: m Ta có: y ' 18 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Hàm số nghịch biến khoảng xác định y ' 0, x a m m 2 mx 2mx m 3m 0, x m m0 ' m 2m 2 m 0, m m.1 2m.1 m 3m (m 1)x 2mx (m3 m2 2) Bài 17 Cho hàm số y Tìm m để hàm số đồng biến khoảng x m xác định Giải: TXĐ: D R \ m (m 1)x 2(m2 m)x m3 m Ta có: y ' (x m) 2 Trường hợp 1: m 1 y ' 0, x 1 m = - thỏa yêu cầu toán x 1 Trường hợp 2: m 1 Hàm số đồng biến R y ' 0, x m a m 1 2 (m 1)x 2(m m)x m m 0, x m 2m 2 (m 1)m 2(m m).m m m m 1 m 1 m 1 2 Bài 18 (ĐH – A.2013): Cho hàm số y x 3x 3mx 1 Với giá trị m hàm số nghịch biến khoảng 0; Giải: Bài 19 Cho hàm số y x3 3x mx Với giá trị m hàm số đồng biến khoảng ;0 Giải: TXĐ: D = R Ta có: y ' 3x 6x m Hàm số đồng biến ;0 y' 0, x (,0) 3x 6x m 0, x (,0) m 3x 6x g(x), x (,0) m g(x) (,0) Ta có: g '(x) 6x x 1 Vẽ bảng biến thiên ta có m g(x) g(1) 3 (,0) Kết luận: Với m 3 điều kiện tốn thỏa mãn 19 GV: BÙI VĂN THANH (SĐT: 01689341114) Bài 20 Cho hàm số y x 3x mx Với giá trị m hàm số đồng biến khoảng 0; 2 Giải: TXĐ: D = R Ta có: y ' 3x 6x m Hàm số đồng biến (0, 2) y' 0, x (0, 2) 3x 6x m 0, x (0, 2) m 3x 6x g(x), x (0, 2) m max g(x) (0,2) Ta có: g '(x) 6x x Vẽ bảng biến thiên ta có m max g(x) (0,2) Vậy: m điều kiện toán thỏa mãn 2x 3x m Bài 21 Định m để hàm số y nghịch biến khoảng ; 2x 1 Giải: 1 TXĐ: D R \ 2 4x 4x 2m Ta có: y ' (2x 1) 4x 4x 2m Hàm số nghịch biến ; y ' 0, x ; (2x 1) m 2x 2x g(x), x ; m max g(x) ; Ta có: g '(x) 4x 0, x ; 1 Vậy: m max g(x) g 1 ; Bài 22 Cho hàm số y 2x mx m (Cm) Tìm m để hàm số đồng biến khoảng (0; ) x m 1 Giải: 2x 4(m 1)x m (x m 1) 2x 4(m 1)x m Hàm số đồng biến (0; ) y ' 0, x (0; ) (x m 1) g(x) 2x 4(m 1)x m2 0, x (0; ) Tam thức g(x) có biệt thức ' 2(m 2)2 Ta xét trường hợp: + Trường hợp 1: m y' 0, x 1 hàm số đồng biến (0; ) Nên m = thỏa yêu cầu toán + Trường hợp 2: m Với điều kiện điều kiện tốn thỏa phương trình g(x) = có nghiệm x1, x2 thỏa mãn: m0 m0 x1 x S x1 x 2(1 m) m m m 2 P x x m m 0 Kết luận: với m m u cầu tốn thỏa mãn TXĐ: D R \ 1 m ; Ta có: y ' Vẫn tiếp tục cập nhật … 20