Tài liệu Phân dạng 25 chủ đề quan trọng luyện thi THPT Quốc gia môn Toán

CHỦ ĐỀ 1 A. KIẾN THỨC NỀN TẢNG 1. Khái niệm Giá trị lớn nhất của hàm số y = f ( x ) trên miền D là M nếu với ọi giá trị x0 ∈ D thì f ( x0 ) ≤ M . Giá trị nhỏ nhất của hàm số y = f ( x ) trên miền D là m nếu với mọi giá x0 ∈ D thì f ( x0 ) ≥ m . Quy ước: GTLN, GTNN là viết tắt của giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất. 2. Quy tắc tìm GTLN, GTNN Bước 1: Tìm các giá trị tới hạn trên miền D (là các giá trị làm cho f ( x ) = 0 và các cận của D) Bước 2: Tính giá trị của f ( x ) tại các điểm tới hạn. Bước 3: So sánh các giá trị này để tìm GTLN, GTNN. 3. Tìm GTLN, GTNN bằng máy tính Casio Sử dụng chức năng MODE 7 với thiết lập Start a End b và Step b−a với D = [ a; b] 19 Quan sát bảng giá trị F ( x ) để tìm GTLN, GTNN xuất hiện trên màn hình máy tính. B. VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1 (Chuyên HN Amsterdam): Gọi các giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất y = x 4 + 2 x 2 − 1 trên đoạn [ −1;2 ] lần lượt tại M và m. Khi đó giá trị M.m là: A. -2 B. 46 C. -23 D. 48 Giải Cách 1: Tự luận 4 x = 0 Tính y ' = 4 x 3 + 4 x và y ' = 0 ⇔ 4 x ( x 2 + 1) = 0 ⇔  2 ⇔ x =0 x +1 = 0 Vì nghiệm 0 ∈ [ −1;2 ] nên nghiệm 0 nhận. Tính f (−1) = 2 , f (0) = 1 , f (2) = 23 Ta có: M = max { f (−1); f (0); f (2)} = 23 và m = min { f (−1); f (0); f (2)} = −1 Vậy M.m = –23 => Chọn C Cách 2: Casio và Vinacal • Sử dụng tính năng MODE 7 cho hàm số y = x 4 + 2 x 2 − 1 với thiết lập Start -1 End 2 và Step 3 19 Quan sát bảng giá trị ta thấy GTLN là 23 đạt được khi x = 2 và GTLN ≈ −1 đạt được khi x ≈ −0.052 . Vậy M.m ≈ −23 => Chọn C Trang 1 Phân tích 2 cách trên đều rất tuyệt vời. Khi học ở nhà thì nên chọn cách 1 để rèn luyện kiến thức nhưng khi đi thi thì nên chọn cách số 2 để tính nhanh. Ví dụ 2 (Chuyên Khoa học tự nhiên HN) Hàm số f ( x ) = x + 1 − x 2 có tập giá trị là: B. 1; 2    A. [ −1;1] C. [0;1] D.  −1; 2    Giải Cách 1: Tự luận • Tìm tập xác định: 1 − x 2 ≤ 0 ⇔ x 2 ≤ 1 ⇔ −1 ≤ x ≤ 1 Tính y ' = 1 − và y ' = 0 ⇔ Vì nghiệm ± x 1 − x2 1− x2 − x 1− x2 1 − x 2 = x 2 1 2 = 0 ⇔ 1− x2 = x ⇔  ⇔ x2 = ⇔ x = ± 2 2 x ≥ 0 2 2 đều nhận. ∈ [ −1;1] nên cả 2 nghiệm ± 2 2  2 Tính f (−1) = −1 , f (1) = 1 , f  ,  2  = 2    2 f  −  = 0  2     2   2  2   2   Ta có: max  f (−1); f (1); f  và min  f (−1); f (1); f  ; f − = 2 ; f −        2   2   2   2   = −1             Vậy −1 ≤ f ( x ) ≤ 2 => Tập giá trị của f ( x ) là  −1; 2  => Chọn D Cách 2: Casio và Vinacal • Sử dụng tính năng MODE 7 cho hàm số f ( x ) = x + 1 − x 2 với thiết lập Start –1 End 1 Step 2 19 Trang 2 Quan sát bảng giá trị ta thấy GTLN là ≈ 1.41 ≈ 2 đạt được khi x ≈ 0.68 và GTNN = −1 đạt được khi x = −1 . Vậy −1 ≤ f(x) ≤ 2 => Chọn D Phân tích Tập giá trị của hàm số thường được kí hiệu là chữ P là tập hợp tất cả các giá trị của y khi x thay đổi. Vậy ymin ≤ P ≤ Pmax Bình luận Việ tìm được điều kiện của x ∈ [ −1;1] là điều rất quan trọng trong bài toán tìm GTLN, GTNN Ví dụ 3 (Chuyên Sư phạm HN) Tìm GTLN của hàm số f ( x ) = sin x + cos 2 x trên [0; π] A. max = [0;π] 5 4 B. max = 1 C. max = 2 [0;π] [0;π] D. max = [0;π] 9 8 Giải Cách 1: Tự luận Việc tính đạo hàm và xét dấu đạo hàm của hàm lượng giác sin x,cos 2 x là việc làm khó khăn. Vì vậy để đợn giản ta tiến hành đặt ẩn phụ. Đặt t = sin x , khi đó cos 2 x = 1 − 2 sin 2 x = 1 − 2t 2 . Tiến hành đổi cận x ∈ [0; π] → t ∈ [0;1] • Thay vào hàm ta được: f (t ) = 1 + t − 2t 2 trên miền [0;1] . Tính y ' = 1 − 4t và y ' = 0 ⇔ t = Vì nghiệm 1 4 1 ∈ [0;1] nên nghiệm này thỏa mãn. 4 1 9 f (0) = 1 , f   = , f (1) = 0 4 8 Vậy GTLN của f đạt được là 9 1 và dấu = xảy ra khi x = 8 4 => Chọn D Trang 3 Cách 2: Casio và Vinacal Sử dụng tính năng MODE 7 cho hàm f ( x ) = sin x + cos 2 x với thiết lập Start 0 End π Step Quan sát bảng giá trị ta thấy GTLN là ≈ 1.1138 ≈ π 19 9 đạt được khi x ≈ 0.33 8 => Chọn D Phân tích Khi tìm GTLN, GTNN của hàm lượng giác ta phải chuyển máy tính về chế độ Radian SHIFT MODE 4 Khi tiến hành đổi biến ta phải đổi cả miền giá trị của biến bằng cách khảo sát hàm t = f ( x ) = sin x với chức năng MODE 7 Ta thấy rõ ràng t = sin x có giá trị xuất phát từ 0 tăng lên 1 rồi lại giảm về 0 ⇒ t ∈ [0;1] Trang 4 Bình luận Việc làm này là cần thiết bởi nếu đổi cận thông thường  x = 0 → t = sin 0 = 0  x = π → t = sin π = 0  Sẽ không tìm được miền giá trị chính xác của ẩn phụ. Đây cũng là cái hay của bài toán này. Ví dụ 4 (Chuyên Lê Hồng Phong) Tìm tất cả các giá trị của m để GTNN của hàm số y = − x 3 − 3x 2 + m trên đoạn [ −1;1] bằng 0 A. m = 4 m = 2 B.  m = 4 C. m = 6 D. m = 0 Giải Cách 1: Tự luận • x = 0 Tính y ' = −3 x 2 − 6 x và y ' = 0 ⇔ −3 x ( x + 2) = 0 ⇔   x = −2 Vì nghiệm x = 0 ∈ [ −1;1] nên ta nhận nghiệm x = 0 • x ≥ 2 Xét y ' ≤ 0 ⇔ −2 ≤ x ≤ 0 và y ' ≥ 0 ⇔  . Ta thấy qua nghiệm x = 0 dấu của y ' đổi từ dương x ≤ 0 qua âm nên x = 0 là cực đại của hàm số f (0) là GTLN của hàm số trên khoảng [ −1;1] Vậy GTNN của hàm số trên [ −1;1] là f (−1) = −2 + m hoặc f (1) = −4 + m . Vì −4 + m luôn nhỏ hơn −2 + m nên giá trị nhỏ nhất của hàm số phải là −4 + m Ta cho −4 + m = 0 sẽ tìm được m = 4 => Chọn A Cách 2 • Thử lần lượt các giá trị ở đáp án rồi tìm GTNN tương ứng. Đáp án nào cho GTNN là 0 thì đáp án đó đúng và ta tìm được khi m = 4 thì GTNN là 0 thỏa mãn. => Chọn A Phân tích Nếu ta làm 2 trường hợp  −2 + m = 0  m = 2  −4 + m = 0 ⇒  m = 4   rồi chọn D thì là sai. Cái tinh tế của bài toán này là việc so sánh −4 + m luôn nhỏ hơn −2 + m Trang 5  3 Ví dụ 5 (Thukhoa.edu.vn): Hàm số y = x 3 − 2 x 2 − x + 2 có giá trị lớn nhất trên 0;  bằng:  2 A. 0 B. 1 C. 3 D. 2 => Chọn D Ví dụ 6 (THPT Vân Canh): Giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất của hàm số y = x2 − 2x + 3 trên đoạn x −1 [ 2;4 ] là: A. 2 vµ 11 3 B. 2 2 vµ 3 C. 2 vµ 3 D. 2 2 vµ 11 3 => Chọn D Ví dụ 7 (THPT Tam Quan): Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số y = e x ( x 2 − 3) trên đoạn [ −2;2] là: A. min y = −e khi x = 1 ; max y = e2 khi x = 2 B. min y = −3 khi x = 0 ; max y = 3e khi x = 2 C. min y = −2e khi x = 1 ; max y = e2 khi x = 2 D. min y = −2e khi x = 1 ; max y = 3 khi x = 0 => Chọn C Ví dụ 8 (THPT Nguyễn Du): Cho các số thực x, y thỏa mãn điều kiện y ≤ 0, x 2 + x = y + 12 . GTLN và GTNN của biểu thức K = xy + x + 2 y + 17 lần lượt bằng: A. 10; −6 B. 5; −3 C. 20; −12 D. 8; −5 => Chọn C C. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1 (Chuyên Amsterdam - 2018): Gọi giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm số y = x 4 + 2 x 2 − 1 trên đoạn [ −1;2] lần lượt là M và m. Khi đó, giá trị M.m là: A. − 2 B. 46 C. − 23 D. Một số lớn hơn 46 Câu 2 (PTDTNT THCS&THPT An Lão - 2018): Hàm số y = 4 x 2 − 2 x + 3 + 2 x − x 2 đạt giá trị lớn nhất tại x1 , x2 . Tích x1 x2 bằng: A. 2 B. 1 C. 0 D. -1 Câu 3 (Chuyên Hạ Long - 2018): Tìm giá trị lớn nhất của hàm số y = − x + 3 − 1 trên nửa khoảng [ −4; −2 ) x+2 A. max y = 5 B. max y = 6 C. max y = 4 D. max y = 7 [ −4;−2 ) [ −4;−2 ) [ −4;−2 ) [−4;−2 ) Trang 6 Câu 4 (Chuyên KHTN - 2018): Hàm số f ( x ) = x + 1 − x 2 có tập giá trị là A. [ −1;1] B. 1; 2    D.  −1; 2    C. [0;1] Câu 5 (Chuyên Lê Hồng Phong - 2018): Tìm giá trị lớn nhất của hàm số y = 2 x 3 + 3x 2 − 12 x + 2 trên đoạn [ −1;2 ] A. max y = 11 B. max y = 6 [ −1;2] C. max y = 15 [−1;2] D. max y = 10 [−1;2] [−1;2] Câu 6 (Chuyên Lê Hồng Phong - 2018): Tìm tất cả các giá trị của m để giá trị nhỏ nhất của hàm số y = − x 3 − 3 x 2 + m trên đoạn [ −1;1] bằng 0 A. m = 4 B. m = 2 C. m = 6 D. m = 0 Câu 7 (Chuyên Lê Hồng Phong - 2018): Tìm giá trị lớn nhất của hàm số y = f ( x ) = x + 1 + 3 − x trên đoạn [ −1;3] A. max y = 2 3 B. max y = 2 2 [ −1;3] C. max y = 2 [−1;3] D. max y = 3 2 [−1;3] [−1;3] Câu 8 (Chuyên Lê Hồng Phong - 2018): Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số y = − x 2 + 6 x − 5 trên đoạn [1;5] lần lượt là A. 2 vµ 0 B. 4 vµ 0 C. 3 vµ 0 D. 0 vµ − 2 C. 3 D. 11 Câu 9 (Chuyên Thái Bình - 2018): Giá trị lớn nhất của hàm số y = x + 4 − x 2 bằng A. 2 2 B. 2 Câu 10 (THPT Hà Trung - 2018): Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số y = x.e x trên đoạn [1;2 ] A. max y = 2e2 B. max y = e 2 x∈[1;2 ] C. max y = x∈[1;2 ] x∈[1;2 ] e 2 D. max y = e x∈[1;2 ] Câu 11 (THPT Lục Ngạn Số 1 - 2018):  π π Tìm giá trị lớn nhất của hàm số y = 3sin x − 4sin 3 x trên đoạn  − ;   2 2 A. -1 B. 1 C. 3 D. 7 Câu 12 (THPT Lục Ngạn Số 1 - 2018): Hàm số y = 3 x 3 + 4 x − 1 có giá trị nhỏ nhất trên [0;2 ] bằng A. 0 B. 1 C. 3 D. 2 Câu 13 (THPT Lý Tự Trọng): Giá trị nhỏ nhất của hàm số y = 2cos3 x − A. 1 B. -24 9 1 cos 2 x + 3cos x + là: 2 2 C. -12 D. -9 Trang 7 Câu 14 (THPT Minh Hà): Gọi M,m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số y = − 2 − 6x trên đoạn [ 0;3] . x +1 Tính M 2 + m 2 A. 20 B. 36 C. 4 D. 16 Câu 15 (PTDTNT Vân Canh): Cho hàm số y=f(x) xác định, liên tục trên ℝ và có bảng biến thiên x -1 −∞ + y’ 0 0 - 0 1 + 0 2 −∞ +∞ - 2 y 1 −∞ Khẳng định nào sau đây là sai? A. M ( 0;1) được gọi là điểm cực tiểu của hàm số B. x 0 = −1 được gọi là điểm cực đại của hàm sô C. f ( ±1) = 2 được gọi là giá trị lớn nhất của hàm số D. f (1) = 2 được gọi là giá trị cực đại của hàm số Câu 16 (THPT Công nghiệp): Cho x, y là hai số không âm thỏa mãn x + y = 2 . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức 1 P = x 3 + x 2 + y 2 − x + 1. 3 A. min P = −5 7 C. min P = 3 B. min P = 5 115 D. min P = 3 Câu 17 (THPT Nghĩa Hưng C): Cho hàm số y = x + A. 2 1 .Giá trị nhỏ nhất của hàm số trên ( 0; +∞ ) bằng x B. 0 C. 2 D. 1 Câu 18 (THPT Tam Quan): Giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm số: y = e x ( x 2 − 3) trên đoạn [ −2; 2] là A. min y = −e khi x=1; max y = e 2 khi x=2 [−2;2] [ −2;2] C. min y = −2e khi x=1; max y = e 2 khi x=2 [−2;2] [−2;2] B. min y = −3 khi x=0; max y = 3e khi x=2 [−2;2] [ −2;2] D. min y = −2e khi x=1; max y = 3 khi x=0 [−2;2] [−2;2] Câu 19 (THPT Trần Quang Diệu): Trang 8 Hàm số y = cos 2 x – 2cosx + 2 có giá trị nhỏ nhất là: A. 1 B. 2 C. 1 2 D. -1 Câu 20 (THPT Yên Lạc): Cho hàm số: y = cos x + 2sin x + 3 . GTLN của hàm số bằng 2 cos x − sin x + 4 A. 1 B. 2 11 C. 2 D. 4 Câu 21 (THPT Tiên Du): Tìm m để hàm số y = mx − 4 đạt giá trị lớn nhất bằng 5 trên [ −2;6 ] x+m A. m = 26 B. m = − C. m = 34 D. m = 4 5 6 7 Câu 22 (THPT Triệu Sơn). Tìm m để hàm số y = mx đạt giá trị lớn nhất tại x = 1 trên đoạn [ −2; 2] x2 +1 A. m < 0 B. m = 2 C. m > 0 D. m = −2 Câu 23 (THPT Kim Liên): Tìm giá trị lớn nhất của hàm số y = x + e 2x trên đoạn [ 0;1] . A. max y = 2e B. max y = e 2 + 1 [0;1] [0;1] C. max y = e 2 D. max y = 1 [0;1] [0;1] Câu 24 (Chuyên KHTN): Gọi M, m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số y = 1 − x − 2x 2 . Khi đó giá trị x +1 của M − m là A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 Câu 25 (Sở GD&ĐT Bắc Ninh): Cho hàm số y = f ( x ) xác định trên tập D. Trong các mệnh đề sau mệnh đề nào sai? A. m = min f ( x) nếu f (x) ≥ m với mọi x thuộc D và tồn tại x0 ∈ D sao cho f ( x0 ) = m D B. m = min f ( x) nếu f (x) > m với mọi x thuộc D D C. M = max f ( x) thì f ( x) ≤ M với mọi x thuộc D và tồn tại x0 ∈ D sao cho f ( x0 ) = M D Trang 9 D. Nếu M = max f ( x) thì f ( x) ≤ M với mọi x thuộc D D Câu 26 (Chuyên Lương Văn Chánh): Tìm giá trị nguyên lớn nhất của m để bất phương trình x 4 − 4 x 3 + 3 x 2 + 2 x ≥ m luôn thỏa mãn ∀ x ∈ ℝ A. -3 B. -1 C. 0 D. 1 Câu 27 (THPT Quốc học Huế): Cho hàm số y = f ( x ) có đạo hàm f ' ( x ) liên tục trên ℝ và đồ thị hàm số f ' ( x ) trên đoạn [ −2;6 ] như hình vẽ bên. Tìm khẳng định đúng trong các khẳng định sau. A. max f (x) = f (−2) B. max f (x) = f (2) x∈[ −2;6] x∈[ −2;6] C. max f (x) = f (6) D. max f (x) = f (−1) x∈[ −2;6] x∈[ −2;6] Câu 28 (THPT Quốc học Huế). Cho hàm số y = f ( x ) có đồ thị trên [ −2; 4] như hình vẽ. Tìm max f (x) [ −2;4] A. 2 B. f (0) C. 3 D. 1 Câu 29 (PTDTNT An Lão): Một đường dây điện được nối từ một nhà máy điện ở A đến một hòn đảo ở C. Khoảng cách ngắn nhất từ C đến B là 1 km. Khoảng cách từ B đến A là 4km. Mỗi km dây điện đặt dưới nước là mất 5000 USD, còn đặt dưới đất mất 3000 USD. Hỏi điểm S trên bờ cách A bao nhiêu để khi mắc dây điện từ A qua S rồi đến C là ít tốn kém nhất? Trang 10 A. 15 km 4 B. 13 km 4 C. 10 km 4 D. 19 km 4 Câu 30 (GV Phạm Kim Chung): Người ta tiêm một loại thuốc vào mạch máu ở cánh tay phải của một bệnh nhân. Sau thời gian là t 0, 28t giờ, nồng độ thuốc ở mạch máu của bệnh nhân đó được cho bởi công thức C(t) = 2 (0 < t < 24) . Hỏi t +4 sau bao nhiêu giờ thì nồng độ thuốc ở mạch máu của bệnh nhân là lớn nhất? A. 12 giờ B. 8 giờ C. 6 giờ D. 2 giờ Câu 31 (THPT Lạc Hồng): Một đoàn tàu chuyển động thắng khởi hành từ một nhà ga. Quảng đường s (mét) đi được của đoàn tàu là một hàm số của thời gian t (phút), hàm số đó là s = 6t 2 − t 3 . Thời điểm t (giây) mà tại đó vận tốc v ( m / s ) của chuyển động đạt giá trị lớn nhất là A. t = 6 s B. t = 4 s C. t = 2 s D. t = 3s Câu 32 (THPT Lục Ngạn 3): Độ giảm huyết áp của một bệnh nhân được cho bởi công thức G ( x ) = 0, 025 x 2 ( 30 − x ) , trong đó x > 0 (miligam) là liều lượng thuốc cần tiêm cho bệnh nhân. Để huyết áp giảm nhiều nhất thì cần tiêm cho bệnh nhân một liều lượng bằng A. 20mg B. 30mg C. 15mg D. Đáp án khác Câu 33 (PTDTNT Vân Canh): Một con cá hồi bơi ngược dòng để vượt một khoảng cách là 200km. Vận tốc của dòng nước là 8km / h . Nếu vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên là v ( km / h ) thì năng lượng tiêu hao của cá trong l giờ được cho bởi công thức: E ( v ) = cv3t (trong đó c là một hằng số, E được tính bằng jun). Tìm vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên để năng lượng tiêu hao là ít nhất. A. 12km/h B. 9km/h C. 6km/h D. 15km/h Câu 34 (THPT Nguyễn Du): Cho các số thực x, y thỏa mãn điều kiện y ≤ 0, x 2 + x = y + 12 . GTLN và GTNN của biểu thức K = xy + x + 2 y + 17 lần lượt bằng: A. 10; −6 B. 5; −3 C. 20; −12 D. 8; −5 Câu 35 (THPT Nguyễn Trường Tộ): Một màn ảnh chữ nhật cao 1,4 mét được đặt ở độ cao 1,8 mét so với tầm mắt (tính từ đầu mép dưới của màn hình). Để nhìn rõ nhất phải xác định vị trí  gọi là góc nhìn.) đứng sao cho góc nhìn lớn nhất. Hãy xác định vị trí đó? ( BOC A. AO = 2,4m B. AO = 2m Trang 11 C. AO = 2,6m D. AO = 3m Câu 36 (THPT Phú Cát 2): Một người thợ xây cần xây một bể chứa 108m3 nước có dạng hình hộp chữ nhật với đáy là hình vuông và không có nắp. Hỏi chiều dài, chiều rộng và chiều cao của lòng bể bằng bao nhiêu để số viên gạch dùng xây bể là ít nhất? Biết thành bể và đáy bể đều được xây bằng gạch, độ dày thành bể và đáy bể là như nhau, các viên gạch có kích thước như nhau và số viên gạch trên một đơn vị diện tích là bằng nhau. A. 4m, 3m, 9m B. 6m, 6m, 3m C. 9m, 6m, 2m D. 12m, 3m, 3m Câu 37 (THPT Yên Lạc): Một công ty bất động sản có 50 căn hộ cho thuê. Biết rằng nếu cho thuê mỗi căn hộ với giá 2.000.000 đồng một tháng thì mọi căn hộ đều có người thuê và cứ tăng thêm giá cho thuê mỗi căn hộ 100.000 đồng một tháng thì sẽ có 2 căn hộ bị bỏ trống. Hỏi muốn có thu nhập cao nhất thì công ty đó phải cho thuê mỗi căn hộ với giá bao nhiêu một tháng? A. 2.225.000 B. 2.100.000 C. 2.200.000 D. 2.250.000 Câu 38 (Sở GD-ĐT Tp HCM): Công ty X muốn thiết kế các hộp chứa sản phẩm dạng hình trụ có nắp với dung tích bằng 100 ( cm3 ) , bán kính đáy x ( cm ) , chiều cao h ( cm ) (xem hình bên). Khi thiết kế, công ty X luôn đặt mục tiêu sao cho vật liệu làm vỏ hộp là ít nhất, nghĩa là diện tích toàn phần hình trụ là nhỏ nhất. Khi đó, kích thước của x và h gần bằng số nào nhất trong các số dưới đây để công ty X tiết kiệm được vật liệu nhất? A. h ≈ 6, 476 ( cm ) và x ≈ 2, 217 ( cm ) B. h ≈ 4,128 ( cm ) và x ≈ 2, 747 ( cm ) C. h ≈ 5, 031( cm ) và x ≈ 2,515 ( cm ) D. h ≈ 3, 261( cm ) và x ≈ 3,124 ( cm ) Câu 39 (THPT Vịnh Thanh): Tìm giá trị lớn nhất của hàm số y = s inx + 1 sin x + s inx + 1 2 A. max y = 1 B. max y = 2 C. max y = −1 D. max y = 3 2 D. BẢNG ĐÁP ÁN 1C 2D 3D 4D 5C 6A 7B 8A 9A 10D 11B 12A 13D 14A 15C 16C 17A 18C 19C 20C 21C 22C 23B 24D 25B 26B 27C 28C 29B 30D 31B 32A 33A 34C 35A 36B 37D 38C 39A Trang 12 CHỦ ĐỀ 2: BÍ QUYẾT TÌM KHOẢNG ĐỒNG BIẾN NGHỊCH BIẾN A. KIẾN THỨC NỀN TẢNG 1. Khái niệm Hàm số y = f (x) đồng biến trên miền D nếu với mọi x1,x2  D, x1 < x2 thì f (x1) < f (x2) và ngược lại. 2. Điều kiện để hàm số đồng biến, nghịch biến Hàm số đồng biến  y' > 0 và nghịch biến  y' < 0 Chú ý : Hàm phân thức hữu tỉ y  ax  b bị vi phạm ở lân cận vậy điều kiện chỉ còn : cx  d y'  0 y'  0  3. Dấu của tam thức bậc 2 Cho tam thức bậc 2 : ax2 + bx + c (a  0). Nếu   0 thì dấu của tam thức luôn cùng dấu với a. Nếu  > 0 thì dấu của tam thức tuân theo quy luật “trong trái ngoài cùng” có nghĩa là trong khoảng 2 nghiệm (x1; x2) thì dấu của tam thức cùng dấu với a và ngược lại. 4. Các bước tìm tham số m để hàm số đồng biến nghịch biến trên một miền Bước 1 : Tính đạo hàm y', thiết lập bất phương trình đạo hàm y' ≥ 0 nếu hàm số đồng biến và y'  0 nếu hàm số nghịch biến. Bước 2 : Cô lập m và bất phương trình đạo hàm về 1 trong 2 dạng : m ≥ g (x) hoặc m  g (x) Bước 3 : Biện luận nếu m ≥ g(x) trên miền D có nghĩa là m ≥ g(max) trên miền D. m  g(x) có nghĩa là m  g(min) trên miền D . 5. Tìm khoảng đồng biến nghịch biến bằng Casio Ta sử dụng chức năng để xét dấu của đạo hàm y' . B. VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1: (THPT Chuyên Thái Bình) Trong các hàm số sau, hàm số nào nghịch biến trên R ?   A. y    3 x C. log   2 x  1 2 B. log 1 x 4 2 2 D.   e x Giải Mẹo giải nhanh Hàm số lũy thừa y = ax nghịch biến trên R nếu 0 < a < 1 . Xét cơ số Tiếp tục xét:  3  1.047  1  A sai. 2 2  0.3757  1 thỏa mãn 0   1 e e => Chọn D Mở rộng Với đáp số B ta có tập xác định của hàm y  log 1 x là (0; + ) nên không thể nghịch biến hay đồng biến 2 trên R  Đáp số B sai Với đáp án C có tập xác định là R tuy nhiên khi xét đạo hàm: Trang 1 y' 0  4x  2x 2  1 ln   0  x  0  x   0;   không thỏa mãn x  R 4  Đáp số C sai Bình luận Chỉ với việc xét hàm lũy thừa và 2 đáp án A, D đã tìm được đáp số nên việc xét đáp số B, C là không cần thiết vì đáp số chỉ có một. Ví dụ 2: (Báo Toán Học Tuổi Trẻ) Hàm số y = x3+ 3x2 +mx + m đồng biến trên tập xác định khi giá trị của m là : A. m ≤ 1 B. m 3 C. -1 ≤ m ≤3 D. m < 3 Giải Sử dụng định lý về dấu của tam thức bậc 2 Hàm số = x3 + 3x2 +mx + m có tập xác định là R nên bài toán được hiểu rằng tìm m để hàm số đồng biến trên R . Để hàm số đồng biến trên R thì y'  0 với mọi x  R.  3x2 + 6x + m  0 với mọi x  R  y'  0  9 - 3m  0  m3 => Chọn B Tự luận kết Casio và Vinacal Xét 3x2 +6x + m  0  m ≥ -3x2 - 6x = g (x) . Ta hiểu m ≥ g(x) với mọi x  R có nghĩa là m ≥ g(max). Thiết lập: Start t – 9 End 10 Step 1 Ta thu được giá trị lớn nhất là = 3 đạt được khi x = -1  m ≥ 3  Chọn B. Bình luận Với x  R thì ta thường chọn Start -9 End 10 Step 1 hoặc Start -4 End 5 Step 0.5 So sánh 2 cách làm thì ta thấy tương đương nếu xét trong ví dụ này, tuy nhiên ví dụ cho hàm f(x) càng phức tạp và y' không tính được  thì cách kết hợp tỏ ra có ưu thế hơn. Ví dụ 3: (THPT Sơn Tây) Tìm tất cả các giá trị của m để hàm số y  m 3 x  mx 2   2m  1 x  2 nghịch 3 biến trên R. A. m  0 B. m < 0 C. m  2 D. m ≥ 1 Giải Trang 2 Sử dụng định lý về dấu của tam thức bậc 2 Tính y' = mx2 - 2mx + 2m - l Để hàm số nghịch biến trên R thì y'  0 với mọi x  R  mx2 - 2mx + 2m - 1 < 0 với mọi x  R m  1 2 m  m 2  0 y '  0 m  m  2m  1  0        m  0  m  0 (1) m  0 m  0 m  0 m  0  Hoặc trường hợp 2 : m = 0 và y'  0 . Xét m = 0 thì y' = -1 < 0 là đúng  m = 0 (2) thỏa mãn. Kết hợp (1) và (2) => Chọn A Tự luận kết Casio và Vinacal Xét y'  0  m(x2 - 2x + 2)  1 (3) . Vì đại lượng x2 - 2x + 2 = (x - 1)2 +1 luôn > 0 nên khi chia cả 2 vế của bất phương trình cho đại lượng x2 - 2x + 2 thì dấu của bất phương trình không đổi chiều. 1  m  g  min  . Để tìm max của g(x) ta lại sử dụng chức năng x  2x  2 MODE 7 với Start-9 End 10 Step 1 Bất phương trình (3)  m  2 Ta thu được GTNN là  0,03  0  m  0  Chọn A Bình luận Theo cách giải tự luận các bạn thường bỏ quên trường hợp số 2 khi m = 0 thì hàm bậc 3 với đồ thị là đường cong suy biến thành hàm bậc nhất y = -x - 2 có đồ thị là đường thẳng. Đường thẳng này có hệ số góc a = -1 < 0 cho nên hàm y = -x – 2 nghịch biến trên R  m = 0 thỏa mãn. Ví dụ 4: (Đề minh họa BGD-ĐT) Tìm m sao cho y  m  0 A.  1  m  2 B. m < 2 tanx  2 đồng biến trên khoảng tanx  m C. 1  m  2    0;   4 D. m ≥ 2 Giải Đạo hàm liên quan đến tan x rất khó xử lý nên ta sẽ tiến hành đặt ẩn phụ y = tan x để đưa hàm lượng giác t 2 phức tạp ban đầu về hàm y  đơn giản hơn. Tuy nhiên khi đặt ẩn phụ ta cũng phải đổi cận: t m  x  0  t  tan 0  0   t   0;1  x    t  tan   1  4 4 Trang 3 Tính y '  m  2 t  m 2 . Để hàm số đồng biến thì y’ > 0  -m + 2 > 0  m < 2 (1) Xét điều kiện của hàm số là t  1. Vậy để hàm đồng biến trên cả khoảng (0;1) thì giá trị vô định m  (0;1) (2). 1  m  2 m  2 Kết hợp (1) và (2) ta được   m   0;1  m  0 => Chọn A. Bình luận Vấn đề khó nhất của bài này là việc phải cho giá trị vô định x = m không được thuộc miền đang xét (0;l). Phần lớn học sinh mắc phải sai lầm này và thường làm đến (1) thì dừng lại và chọn đáp án là B Ví dụ 5: (Đề thi THPT QG) Có bao nhiêu giá trị nguyên âm của tham số m để hàm số y  x3  mx  1 5 x5 đồng biến trên khoản (0; +) ? A. 5 B. 3 C. 0 D. 4 Giải y '  3x 2  m  1 1 1 . Để hàm số đồng biến thì y '  0  3 x 2  6  m  0  m  3 x 2  6  g ( x) 6 x x x Ta hiểu y’ ≥ g(x) với mọi giá trị x thuộc khoảng (0; +) có nghĩa là y ≥ g(max) trên khoảng (0; +) Để tính g (max) ta sử dụng MODE 7 với Start 0 End 9 Step 0.5 Quan sát bảng giá trị ta thấy g(max) = -4 khi x = 1  m ≥ -4. Vì m nguyên âm nên m = -4; -3; -2; -1  có 4 giá trị m thỏa mãn. => Chọn D Bình luận Vì hàm g(x) phức tạp nên ta ưu tiên sử dụng phương pháp Casio Vinacal là chính. Khi x tiến tới + thì ta thường chọn End là 9 hoặc 19 thì bước nhảy Step sẽ đẹp. Ví dụ 6: (Chuyên KHTN HN) Tìm tập hợp tất cả các giá trị của tham số m để hàm số y = x3 - mx2 - (m 6)x +1 đồng biến trên khoảng (-5;-2) là : A. m  - 9 B. m ≥ 1 C. (-; -9] D. [-9; -6] => Chọn C Ví dụ 7: (THPT Việt Đức HN) Tìm m để hàm số y = 2x3 +3(m - 1)x2 +6(m - 2)x + 3 nghịch biến trên một khoảng có độ dài lớn hơn 3 Trang 4 A. m > 6 B. m  (0;6) C. m < 0 m  0 D.  m  6 => Chọn D Ví dụ 8: (Đề minh họa BGD-ĐT) Cho hàm số y = f(x) . Hàm số y = f’(x) có đồ thị như hình vẽ bên. Hỏi hàm số y = f(2 - x) đồng biến trên khoảng nào? A. (1;3) B. (2; +) C. (-2;1) D. (-; -2) => Chọn C Ví dụ 9: (Chuyên Thái Bình 2018) Cho hàm số y = f(x) có đạo hàm trên R . Đường cong bên là đồ thị của hàm số : y = f’(x). Xét hàm số g(x) = f (x2 - 2), mệnh đề nào sau đây sai. A. Hàm số g(x) nghịch biến trên (-; -2) B. Hàm số g(x) đồng biến trên (2; +) C. Hàm số g(x) nghịch biến trên (-1;0) D. Hàm số g(x) nghịch biến trên (0; 2) => Chọn C C. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1 (Chuyên Amsterdam - 2018). Cho hàm số y = f(x) có đồ thị như hình vẽ. Khẳng định nào sau đây là đúng? A. max f  x   3 x B. Hàm số đồng biến trên khoảng (-; 3) C. Giá trị cực tiểu của hàm số bằng 2 D. min f  x    1, x 0;4 Câu 2 (Chuyên Lê Qúy Đôn - 2018). Hàm số y = x3 – 3x2 – 9x + 1 đồng biến trên mỗi khoảng: A. (-1;3) và (3; +) B. (-; -1) và (1;3) C. (-;3) và (3; +) D. (-; -1) và (3; +) Câu 3 (Chuyên Thái Bình - 2018). Cho hàm số y  sin x  cos x  3 x . Tìm khẳng định đúng trong các khẳng định sau đây: A. Hàm số nghịch biến trên (-; 0) B. Hàm số nghịch biến trên (1; 2) C. Hàm số là hàm lẻ D. Hàm số đồng biến trên (-; +) Câu 4 (Chuyên Thái Bình - 2018). Cho hàm số y = f(x) liên tục trên R có bảng biến thiên: Trang 5 x - y’ -1 - y 0 0 + + 0 1 - 0 + + -3 + -4 -4 Khẳng định nào sau đây sai? A. Hàm số có hai điểm cực tiểu, một điểm cực đại B. Hàm số có giá trị nhỏ nhất bằng -4 C. Hàm số đồng biến trên (1; 2) D. Đồ thị hàm số nhận gốc tọa độ làm tâm đối xứng Câu 5 (Chuyên Thái Bình - 2018). Hàm số y = x4 – 2x2 – 7 nghịch biến trên khoảng nào? A. (0;1) B. (0; +) C. (-1;0) D. (-;0) Câu 6 (THPT DTNT Bình Định - 2018). Hàm số nào sau đây đồng biến trên mỗi khoảng xác định của nó? A. y  x 1 x2 B. y  x 1 x2 C. y  2x 1 x2 D. y  2x  5 x2 Câu 7 (THPT Hà Trung - 2018). Hàm số y = f(x) có đồ thị như hình vẽ. Khẳng định nào sau đây là khẳng định đúng? A. Đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là x = 1 và tiệm cận ngang là y = -2 B. Hàm số đồng biến trên các khoảng (-; -2), (-2, +) C. Đồ thị hàm số cắt trục hoành tại điểm M(0;-1) D. Hàm số nghịch biến trên các khoảng (-; -2), (-2, +) Câu 8 (THPT Hòa Bình - 2018). Hàm số y = -x4 + 4x2 - 2 nghịch biến trên mỗi khoảng nào sau đây ?  C.    2;   A.  2;0 và 2;     D.  ;  2  và  0; 2  B.  2; 2 x4 Câu 9 (THPT Minh Hà - 2018). Hàm số y   2 x 2  log 2 2016 đồng biến trên khoảng: 4 A. (-2; 2) B. (2; +) C. (0; 2) D. (0; +) Câu 10 (PTDTNT Vân Canh - 2018). Trong các hàm số sau, hàm số nào luôn đồng biến trên từng khoảng xác định của nó? Trang 6 y 2x 1 ( I ) ; y   x 4  x 2  2( II ) ; y  x3  3 x  5( III ) x 1 A. I và II B. Chỉ I C. I và III Câu 11 (THPT Nghĩa Hưng C - 2018). Hàm số y  D. II và III mx  1 xm A. luôn luôn đồng biến nếu m  1 >1 B. luôn luôn đồng biến với mọi m C. luôn luôn đồng biến nếu m  0 D. đồng biến trên từng khoảng xác định của nó. Câu 12 (THPT Tiên Du - 2018). Cho f  x   x 2 e  x . Phương trình f’(x) ≥ 0 có tập nghiệm là: A. [-2; 2] B. (-; -2][0; +) C. (-; 0][2; +) D. [0; 2] Câu 13 (THPT Việt Đức - 2018). Cho hàm số y = sinx - x. Hàm số này: A. Đồng biến trên R B. Đồng biến trên khoảng (0;+) C. Chỉ nghịch biến trên khoảng (-; 0) D. Nghịch biến trên R. Câu 14 (THPT Yên Lạc - 2018). Cho hàm số y  (m  1) x  2 . Tìm tất cả các giá trị của tham số m để xm hàm số nghịch biến trên từng khoảng xác định. A. -2 < m <1 m  1 B.   m  2 C. -2  m  1 m  1 D.   m  2 Câu 15 (THPPT Trần Hưng Đạo - 2018). Trong các hàm số sau, hàm số nào luôn nghịch biến trên R? A. y = x4 + x2 + 2017 B. y = x3 +3x2 +3x + 2017 C. y = sinx - x. D. y = cotx 1 Câu 16 (THPT Trần Hưng Đạo - 2018). Hàm số y  (m  1) x3  mx 2  (3m  2) x luôn nghịch biến trên 3 tập xác định với m thỏa mãn: A. m < 2 B. 1 m2 2 C. m ≥ 2 D. m  1 2 Câu 17 (Chuyên Nguyễn Trãi - 2018). Cho hàm số f(x) đồng biến trên tập số thực R , mệnh đề nào sau đây là đúng? A. Với mọi x1 > x2  R  f (x1) < f (x2) B. Với mọi x1; x2  R  f (x1) > f (x2) C. Với mọi x1; x2  R  f (x1) < f (x2) D. Với mọi x1 < x2  R  f (x1) < f (x2) Câu 18 (THPT Đức Thọ - 2018). Cho hàm số y = f(x) xác định và liên tục trên tập D = R\{-1} và có bảng biến thiên: Dựa vào bảng biến thiên của hàm số y = f(x). Khẳng định nào sau đây là khẳng định sai? A. Giá trị nhỏ nhất của hàm số trên đoạn [l; 8] bằng -2 Trang 7 B. Phương trình f(x) = m có 3 nghiệm thực phân biệt khi m > -2 C. Hàm số đạt cực tiểu tại x = 3 D. Hàm số nghịch biến trên khoảng (-; 3). Câu 19 (THPT Nguyễn Quang Diệu - 2018). Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m để hàm số y = (2m - 1)x – ( 3m + 2) cos x nghịch biến trên R. A. 3  m   1 5 B. 3  m   1 5 D. m   C. m < -3 1 5 Câu 20 (THPT Cẩm Bình - 2018). Nếu hàm số y = f (x) đồng biến trên khoảng (-1; 2) thì hàm số y=f(x+2) đồng biến trên khoảng nào sau đây ? A. (-3;0) B. (-2;4) C. (-1;2) D. (1;4) Câu 21 (THPT Đoàn Thượng - 2018). Cho hàm số y = f(x) = x3 + ax2 + bx + c. Mệnh đề nào sau đây sai ? A. Đồ thị hàm số luôn cắt trục hoành B. lim f ( x)   x  C. Đồ thị của hàm số luôn có tâm đối xứng D. Hàm số luôn có cực trị Câu 22 (Chuyên Lương Văn Chánh - 2018). Tìm giá trị của tham số m sao cho đồ thị của hàm số y = x3 - 3x2 + m nhận điểm A( 1;3) làm tâm đối xứng. A. m = 3 B. m = 5 C. m = 2 D. m = 4 mx  4m với m là tham số. Gọi s là tập hợp tất cả các xm giá trị nguyên của m để hàm số nghịch biến trên các khoảng xác định. Tìm số phần tử của S. Câu 23 (Thi THPTQG - 2018). Cho hàm số y  A. 5 B. 4 C. Vô số D. 3 Câu 24 (Sở GD-ĐT Hải Dương - 2018). Bảng biến thiên sau đây là của hàm số nào? x - y’ y A. y  x 1 x2 B. y  2 + - - 1 + - x3 2 x 1 C. y  x 1 2x 1 D. y  x 1 x2 Trang 8