Một số bài tập về hàm số có lời giải

http://ebook.here.vn – Thư viện sách miễn phí Biên soạn: GV – Phan Phú Quốc – Tổ vật lý – Trường THPT Phan Châu Trinh- Phone: 0906306896 MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ HÀM SỐ. Bài 1/ Cho hàm số 1 2 12 − +−= x m xy . a. Tìm m ñể hàm số có cực ñại, cực tiểu ; b. . Tìm quỹ tích các ñiểm cực ñại. HDGiải: a/ Hàm số có cực trị khi m > 0 . b/ Ta có: D 2 1 1 2 1 2 1 2(1 ) 4 3 C CD CD CD CD CD m x m y x x x x m = − < ⇒ = − + = − − − = − − . Vậy quĩ tích các ñiểm cực ñại là phần ñường thẳng y = 4x – 3 ứng với x < 1. Bài 2/ Cho hàm số: 1 1 2 + −−− = x xx y (C) a. Tìm m ñể (D m ): 1−= mxy cắt (C) tại hai ñiểm phân biệt mà cả hai ñiểm ñó thuộc cùng một nhánh. b. Tìm quỹ tích trung ñiểm I của MN. HDGiải: a/ Phương trình: ( ) 2 1 1 1 0 1 x x mx m x m x x − − − = − ⇔ + + =    + có một nghiệm x = 0 nên ñể hai giao ñiểm ở cùng một nhánh thì: /( 1) 1 1/( 1) 0 1m m m m− + > − ⇔ + > ⇒ > − . b/ Ta có: 2 2 / 2( 1) 1/ 2 /(2 1) 1 /(2 1) 1 ( 2 1) /(2 1) I I I I I I I I I I x m m m x x y mx x x x x x= − + > − ⇒ = − + ⇒ = − = − + − = − + + + . Vậy quỹ tích trung ñiểm I của MN là nhánh bên phải của ñths 2 2 1 2 1 x x y x − − − = + . Bài 3/ Cho hàm số: ( ) m Cmxmxxy ++−= 223 3 . Tìm m ñể hàm số có cực ñại, cực tiểu ñối xứng nhau qua ñường thẳng (D) có phương trình 2 5 2 1 −= xy . HD Giải: Ta có: 2 2 ' 3 6y x x m= − + . ðể hs có cực trị thì 2 ' 9 3 0 3 3m m∆ = − > ⇒ − < < . Gọi I là trung ñiểm của ñoạn thẳng nối hai ñiểm cực trị thì 1 I x = . Do pt của ñt ñi qua hai ñiểm cực trị là 2 2 2 2 ( 3) 2 3 3 I m y m x m y m m = − + + ⇒ = + − . ðể các ñiểm cực trị của ñths ñx nhau qua (D) thì: 2 2 1 2 . ( 3) 1 0 0 2 3 0; 1 2 1.1/ 2 5/ 2 m m m m m m  − = − =   ⇔ ⇒ =   = −   + − = −  . Bài 4/ Cho hàm số 1 8 2 − +−+ = x mmxx y . Tìm m ñể hàm số có cực ñại, cực tiểu nằm về hai phía ñường thẳng 0179 =−− yx . HDGiải: ðặt F(x,y)= 9x-7y-1. Hàm số có hai ñiểm cực trị là: A( -2; m – 4 ) và B( 4; m + 8 ). ðể hai ñiểm cực trị này nằm về hai phía của ñt trên thì: F(A).F(B)<0 ⇔ ( - 7m – 21 )( 9 – 7m ) < 0 3 9 / 7m⇒ − < < . Bài 5/ Cho hàm số xxy 3 3 −= (1) http://ebook.here.vn – Thư viện sách miễn phí Biên soạn: GV – Phan Phú Quốc – Tổ vật lý – Trường THPT Phan Châu Trinh- Phone: 0906306896 a) Chứng minh rằng khi m thay ñổi, ñường thẳng (D): ( ) 21 ++= xmy luôn cắt ñồ thị (1) tại một ñiểm A cố ñịnh. b) Tìm m ñể ñường thẳng ñó cắt (1) tại 3 ñiểm A, B, C khác nhau sao cho tiếp tuyến tại B và C vuông góc với nhau. HDGiải: a/ Xét pt: 3 2 3 ( 1) 2 ( 1)( 2 ) 0x x m x x x x m− = + + ⇔ + − − − = . Như vậy khi m thay ñổi thì (D) luôn cắt ñths(1) tại ñiểm A( - 1; 2 ) cố ñịnh. b/ ðể (D) cắt ñths(1) tại 3 ñiểm phân biệt thì pt 2 2 0x x m− − − = (*) phải có hai nghiệm phân biệt khác – 1; do ñó m > - 9/4 và 0m ≠ . Khi ñó , B C x x là hoành ñộ của B,C và là nghiệm của (*) . Ta có: 1& 2 B C B C x x x x m+ = = − − . ðể tiếp tuyến tại B và C vuông góc với nhau thì 2 2 2 2 2 2 '( ). '( ) 9( 1)( 1) 9 ( ) ( ) 2 1 9 ( 2) 1 2( 2) 1 9( 2 ) 1 B C B C B C B C B C y x y x x x x x x x x x m m m m     = − − = − + + + = + − + − − + = + = −     1 2 2 / 3m⇒ = − ± (thỏa mãn ñk). ðó chính là những gt của m cần tìm. Bài 6/ Cho hàm số x xx y 23 2 +− = (C) tìm trên ñường thẳng x =1. Những ñiểm M sao cho từ M kẻ ñược hai tiếp tuyến tới (C) mà hai tiếp tuyến ñó vuông góc với nhau. HDGiải: Giả sử M(1;b) và pt của ñt (D) ñi qua M là: y = k(x – 1) + b. ðể (D) là tiếp tuyến của (C) thì pt sau phải có nghiệm kép: 2 2 3 2 ( 1) ( 1) ( 3 ) 2 0 x x k x b k x b k x x − + = − + ⇔ − + + − − = ( vì pt không có nghiệm với x = 0 ) ( ) 2 2 2 1& 3 8( 1) 2( 1) ( 3) 8 0(*). 1 2k k b k k b k b k b⇔ ≠ ∆ = − + + − = − − + + − = ≠ ⇔ ≠ −     . ðể qua M có thể kẻ ñược hai tiếp tuyến tới (C) vuông góc với nhau thì pt (*) phải có hai nghiệm có tích bằng -1 2 ( 3) 8 1 3 7b b⇔ + − = − ⇒ = − ± (TMðK). Vậy trên ñt x = 1 có 2 ñiểm TMYCBT là (1; 3 7)M − ± . Bài 7/ Cho hàm số: ( ) Cxxy 1 24 +−= Tìm những ñiểm thuộc Oy mà từ ñó có thể kẻ ñược ba tiếp tuyến tới (C). HDGiải: Gọi (0; )M b Oy∈ và ptñt (D) qua M là y = kx + b. ðể (D) là tt của (C) thì hpt sau phải có nghiệm: Bài 8/ Cho hàm số: mx mxx y − −+ = 8 2 a. Tìm m ñể hàm số có cực trị. Khi ñó hãy viết phương trình ñường thẳng ñi qua ñiểm cực ñại, cực tiểu. b. Xác ñịnh m ñể ñồ thị cắt trục hoành tại hai ñiểm phân biệt và tiếp tuyến tại hai ñiểm ñó vuông góc với nhau. HDGiải: a/ Ta có: 2 2 2 ' ( 2 8) /( )y x mx m x m= − − + − . ðể hs có cực trị thì pt y’ = 0 phải có hai nghiệm phân biệt khác m x −∞ 1/ 6 − 0 1/ 6 +∞ f’(x) + 0 - 0 + 0 - f(x) −∞ 1 −∞ 4 2 3 4 2 3 2 1 & 4 2 3 1 ( ); '( ) 12 2 2 (6 1)x x kx b k x x b x x f x f x x x x x − + = + = − ⇒ = − + + = = − + = − − http://ebook.here.vn – Thư viện sách miễn phí Biên soạn: GV – Phan Phú Quốc – Tổ vật lý – Trường THPT Phan Châu Trinh- Phone: 0906306896 2 ' 2 8 0 2m m⇔ ∆ = − > ⇔ > (vì khi ñó pt y’ = 0 sẽ có hai nghiệm phân biệt khác m ). Hai nghiệm của pt y’ = 0 là , ; 2 , 2 CD CT CD CD CT CT x x y x m y x m = + = + . Vậy pt của ñt ñi qua ñiểm Cð và ñiểm CT là y = 2x + m. b/ Với 2m ≠ ± thì ñths luôn cắt trục hoành tại hai ñiểm phân biệt ( vì ac = - 8 < 0 ). Gọi hoành ñộ của hai giao ñiểm này là 1 2 1 2 1 2 , ; 8x x x x m x x ⇒ + = − = − . ðể tt với ñths tại hai giao ñiểm vuông góc với nhau thì: 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 8 2 8 2 (8 2 )(5 16) (8 2 ) 5 16 '( ) '( ) 1 1 1 2 1 2 10 ( ) ( ) (2 8) (2 8) 2 8 m m m m m m y x y x m x m x m m m m     − − − + − + = + + = + + = − = − ⇒ = ±     − − − − −     Bài 9/ Cho hàm số 3 2 3 4y x x = − + − (C) Tìm trên trục hoành những ñiểm mà từ ñó kẻ ñược ba tiếp tuyến tới ñồ thị của hàm số (C). HDGiải: Gọi ( ;0)M a Ox ∈ ; ñt (D) ñi qua M có pt là: y = k(x - a). ðể (D) là tt của (C) thì hpt sau phải có nghiệm: 3 2 2 3 4 ( ) & 3 6x x k x a k x x − + − = − = − + . ðể qua M có thể kẻ ñược 3 tt tới (C) thì pt sau phải có 3 nghiệm phân biệt 3 2 ( ) 2 3( 1) 6 4 0f x x a x ax = − + + − = . Do 2 '( ) 6 6( 1) 6 0f x x a x a = − + + = khi x = 1 và x = a nên ñể pt f(x) = 0 có 3 nghiệm phân biệt thì: 2 . ( 2) ( 1)(3 5) 0 ( ; 1) (5/ 3;2) (2; ) CD CT f f a a a a = − − + − < ⇒ ∈ −∞ − ∪ ∪ +∞ . Bài10/ Cho hàm số: 1 1 − + = x x y a/ Chứng minh rằng mọi tiếp tuyến của ñths ñều tạo với hai ñường tiệm cận một ñoạn thẳng mà tiếp ñiểm là trung ñiểm của nó. b/ Chứng minh rằng mọi tiếp tuyến của ñồ thị ñều lập với hai ñường tiệm cận một tam giác có diện tích không ñổi. c/ Tìm tất cả các ñiểm thuộc ñồ thị hàm số sao cho tiếp tuyến tại ñó lập với hai ñường tiệm cận một tam giác có chu vi nhỏ nhất. HDGiải: a/Do 2 2 ' ( 1) y x − = − nên pttt với ñths tại ñiểm 1 ; 1 a M a a +     −   là: 2 2( ) 1 ( 1) 1 x a a y a a − − + = + − − . Tt này cắt các tiệm cận x = 1 và y = 1 tại các ñiểm: (1;( 3) /( 1)), (2 1;1)A a a B a+ − − suy ra M là trung ñiểm của AB ( vì tọa ñộ trung ñiểm của AB bằng tọa ñộ của M ). b/ Gọi I là giao của hai tiệm cận. Ta có ( 3) /( 1) 1 4 / 1 ; (2 1) 1 2 1IA a a a IB a a= + − − = − = − − = − . / 2 4 IAB S IA IB⇒ = = không ñổi ( ñpcm ) c/ Ta có chu vi tam giác IAB: 2 2 2 . 2 . 2 8 16 4( 2 1) IAB C IA IA IA IB IA IB IA IB= + + + ≥ + = + = + . Vậy chu vi tam giác IAB có giá trị nhỏ nhất bằng 4( 2 1)+ khi IA = IB tức 2 ( 1) 2 1 2a a− = ⇒ = ± . Như vậy trên ñths có hai ñiểm TMYCBT là: 1 2 (1 2;1 2), (1 2;1 2)M M+ + − − . Bài 11/ Cho hàm số: )( 2 54 2 H x xx y + ++ = Tìm M thuộc (H) sao cho khoảng cách từ M ñến (D): 063 =++ yx nhỏ nhất. http://ebook.here.vn – Thư viện sách miễn phí Biên soạn: GV – Phan Phú Quốc – Tổ vật lý – Trường THPT Phan Châu Trinh- Phone: 0906306896 HDGiải: Giả sử ( ) ( ; 2 1/( 2)),( 2) ( ;( )) 4( 2) 1/( 2) / 10 4( 2) 1/ 2 / 10M a a a a d M D a a a a+ + + ≠ − ⇒ = + + + = + + + ≥ 4 / 10 2 10 / 5= . Vậy GTNN của k/c từ M tới (D) bằng 2 10 / 5 khi 4 2 1/ 2 1,5; 2,5a a a+ = + ⇒ = − − ứng với hai ñiểm 1 2 ( 1,5;2,5), ( 2,5; 2,5)M M− − − . Bài 12/ Cho hàm số: 1 33 2 + ++ = x xx y (C). Tìm hai ñiểm A, B trên hai nhánh khác nhau của (C) sao cho ñộ dài ñoạn AB ngắn nhất. HDGiải: Gọi 1 1 2 2 1 2 ( ; ), ( ; ) ( )( 1 )A x y B x y C x x∈ < − < . ðặt 2 2 2 1 2 1 , 1 , 0; ( ) ( 1/ 1/ )x a x b a b AB a b a b a b− − = + = ⇒ > = + + + + + 2 2 2 2 2 2 ( ) 1 (1 1/ ) 4 (2 2 1) / 4(2 1/ 2) 4(2 2 2) 8( 2 1)a b ab ab a b ab a b ab ab   + + + ≥ + + = + + ≥ + = +   . Dấu bằng xảy ra khi 4 4 4 1 2 1/ 2 1 1/ 2; 1/ 2 1a b x x= = ⇒ = − − = − . Bài 13/ Cho hàm số: 3 1 1 3 y x x= − + (C) và hai ñiểm A(0;1), B(3;7) trên (C). Tìm M thuộc cung AB của (C) sao cho diện tích ∆MAB lớn nhất. HDGiải: -Cách 1: pt ñt AB là: 2x – y + 1 = 0 . Gọi 3 3 ( ;1 / 3) ( ; ) (9 ) / 3 5 ( ) / 3 5(0 3)M x x x d M AB x x f x x− + ⇒ = − = ≤ ≤ Ta có 2 '( ) 9 3 0 3(0 3)f x x x x= − = ⇒ = ≤ ≤ nên BBT của hs như bên. Do ñó: 1 3 5.2 3/ 5 3 3 2 MAB MaxS = = ứng với ( 3;1)M . -Cách 2: Diện tích ∆MAB lớn nhất khi M là tiếp ñiểm của tiếp tuyến với (C) song song với AB. Gọi 0 0 ( ; )M x y . Tiếp tuyến của (C) tại M song song với AB khi 2 0 0 0 '( ) 1 2 3(0 3) ( 3;1) AB y x x k x x M= − = = ⇒ = ≤ ≤ ⇒ ( ; ) 2 3/ 5d M AB⇒ = ⇒ 1 3 5.2 3/ 5 3 3 2 MAB MaxS = = . --------------------------- o0o ------------------------ x 0 3 3 f’(x) + 0 - f(x) 2 3/ 5 0 0