Tổng hợp lý thuyết và bài tập Sự đồng biến và nghịch biến của hàm số

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho hàm số \(y=x^3-3\left(2m+1\right)x^2+\left(12m+5\right)x+2\)
    Tìm m để hàm số đồng biến trên khoảng \(\left(2;+\infty\right)\).
    • \(-\frac{1}{\sqrt{6}}\le m\le\frac{1}{\sqrt{6}}\)
    • \(m>\frac{1}{2}\)
    • \(m< -\frac{1}{\sqrt{6}}\)
    • \(m\le\dfrac{5}{12}\)
    Hướng dẫn giải:

    \(y'=3x^2-6\left(2m+1\right)x+12m+5\)
    \(\Delta'=\left[3\left(2m+1\right)\right]^2-3\left(12m+5\right)=36m^2-6\)
    TH1: \(\Delta'\le0\Leftrightarrow\frac{-1}{\sqrt{6}}\le m\le\frac{1}{\sqrt{6}}\)
    Khi đó \(y'>0\forall x\) . Vậy thì hàm số y sẽ đồng biến trên \(\left(2;+\infty\right)\)
    TH2: \(\Delta'>0\Leftrightarrow\left[\begin{array}{nghiempt}m< -\frac{1}{\sqrt{6}}\\m>\frac{1}{\sqrt{6}}\end{array}\right.\)
    Khi đó y' có hai nghiệm là \(x_1=\frac{-\sqrt{36m^2-6}+3\left(2m+1\right)}{3}\) \(< x_2=\frac{\sqrt{36m^2-6}+3\left(2m+1\right)}{3}\)
    Ta có bảng xét dấu:
    01.png
    Để hàm số đồng biến trên khoảng \(\left(2;+\infty\right)\) thì \(x_2\le2\Rightarrow\)\(\frac{\sqrt{36m^2-6}+3\left(2m+1\right)}{3}\le2\)
    \(\Rightarrow\sqrt{36m^2-6}\le-6m+3\left(ĐK:m\le\frac{1}{2}\right)\)
    \(\Rightarrow36m^2-6\le36m^2-36m+9\Rightarrow m\le\frac{5}{12}.\)
    Vậy với TH2 thì \(\left[\begin{array}{nghiempt}m< -\frac{1}{\sqrt{6}}\\\frac{5}{12}\ge m>\frac{1}{\sqrt{6}}\end{array}\right.\)
    Kết hợp hai TH ta suy ra \(m\le\frac{5}{12}.\)
     
  2. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho hàm số \(y=f\left(x\right)=\frac{2x^2-mx+m+2}{-x+m+1}\). Để hàm số nghịch biến trong khoảng \(\left(2;+\infty\right)\), giá trị cần tìm của tham số \(m\) là :
    • \(4-3\sqrt{2}< m< 4+3\sqrt{2}\)
    • \(m\le4-3\sqrt{2}\)
    • \(m< 1\)
    • \(m\ge4+3\sqrt{2}\)
    Hướng dẫn giải:

    \(y=\frac{2x^2-mx+m+2}{-x+m+1}\)
    \(y'=\frac{-2x^2+4\left(m+1\right)x-m^2+2}{\left(-x+m+1\right)^2}\)
    Dấu \(y'\) là dấu của tam thức bậc hai : \(g\left(x\right)=-2x^2+4\left(m+1\right)x-m^2+2\)
    Tam thức này có \(\Delta'=4\left(m^2+2m+1\right)-2m^2+4=2\left(m+2\right)^2\ge0\) với mọi m
    * \(m=-2\) thì \(y=\frac{2x^2+2x}{-x-1}=-2x\) nghịch biến với mọi x
    * \(m\ne-2\) thì \(g\left(x\right)\) có hai nghiệm phân biệt \(x_1;x_2\)
    Để \(g\left(x\right)\le0\), với mọi \(x\in\left(2;+\infty\right)\) thì
    \(\begin{cases}-2.g\left(2\right)\ge0\\\frac{S}{2}-2< 0\end{cases}\) \(\Leftrightarrow\begin{cases}m^2-8m-2\ge0\\m-1< 0\end{cases}\)
    \(\Leftrightarrow m\le4-3\sqrt{2}\)
     
  3. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho hàm số \(y=x^3+3x^2+3x+1\) có đồ thị (C). Trong các câu dưới đây, câu nào sai?
    • Hàm số tăng trên \(\mathbb{R}\)
    • Trên (C), tồn tại hai điểm \(A\left(x_1;y_1\right);B\left(x_2;y_2\right)\) sao cho 2 tiếp tuyến của (C) tại A và B vuông góc với nhau
    • (C) chỉ cắt trục Ox tại 1 điểm duy nhất
    • Phương trình tiếp tuyến tại điểm uốn của (C) là trục \(Ox:y=0\)
    Hướng dẫn giải:

    \(y=x^3+3x^2+3x+1=\left(x+1\right)^3\)
    \(y'=3\left(x+1\right)^2;y''=6\left(x+1\right)\Rightarrow\) (A) đúng
    Hệ số góc của tiếp tuyến tại A : \(k_1=3\left(x_A+1\right)^2\)
    Hệ số góc của tiếp tuyến tại B : \(k_2=3\left(x_B+1\right)^2\)
    \(k_1.k_2=9\left(x_A+1\right)^2.\left(x_B+1\right)^2>0\)
     
  4. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  5. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho hàm số \(y=2x+\ln\left(x+2\right)\). Hãy chọn mệnh đề sai ?
    • Hàm số có tập xác định \(D=\mathbb{R}\backslash\)(\(-\infty;-2\)]
    • Tại \(x=-\frac{5}{2}\) thì \(f\left(x\right)=ln\dfrac{1}{2}\).
    • Hàm số tăng trên tập xác định
    • \(\lim\limits_{x\rightarrow+\infty}=+\infty\)
    Hướng dẫn giải:

    \(y=2x+ln\left(x+2\right)\) được xác định khi \(x+2>0\Leftrightarrow x>-2\)
    Hay là: \(D=\mathbb{R}\backslash\)(\(-\infty;-2\)] hoặc \(D=\left(-2;+\infty\right)\)
    \(y'=2+\frac{1}{x+2}=\frac{2x+5}{x+2}\)
    Với x > -2 thì y' > 0, vậy hàm số tăng trên miền xác định.
    vì \(-\frac{5}{2}\notin D\) nên không tồn tại \(f\left(-\dfrac{5}{2}\right)\).
     
  6. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho hàm số \(f\left(x\right)\) có tính chất : \(f'\left(x\right)\ge0,\forall x\in\left(0;3\right)\) và \(f'\left(x\right)=0\Leftrightarrow x\in\left(1;2\right)\)
    Hỏi khẳng định nào sau đây là khẳng định sai ?
    • Hàm số \(f\left(x\right)\) đồng biến trên khoảng \(\left(0;3\right)\)
    • Hàm số \(f\left(x\right)\) đồng biến trên khoảng \(\left(0;1\right)\)
    • Hàm số \(f\left(x\right)\) đồng biến trên khoảng \(\left(2;3\right)\)
    • Hàm số \(f\left(x\right)\) là hàm hằng (tức không đổi) trên khoảng \(\left(1;2\right)\)
    Hướng dẫn giải:

    Trên khoảng (0 ;3) hàm f(x) có đạo hàm bằng 0 trên đoạn con (1 ; 2) nên f(x) không phải đồng biến trên (0;3).
     
  7. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho hàm số \(f\left(x\right)\) có \(f'\left(x\right)\le0,\forall x\in\mathbb{R}\) và \(f'\left(x\right)=0\) chỉ tại một số hữu hạn điểm thuộc \(\mathbb{R}\). Hỏi khẳng định nào sau đây là khẳng định đúng ?
    • Với mọi \(x_1;x_2\in\mathbb{R}\) và \(x_1\ne x_2\), ta có \(\frac{f\left(x_1\right)-f\left(x_2\right)}{x_1-x_2}< 0\)
    • Với mọi \(x_1;x_2\in\mathbb{R}\) và \(x_1\ne x_2\), ta có \(\frac{f\left(x_1\right)-f\left(x_2\right)}{x_1-x_2}>0\)
    • Với mọi \(x_1;x_2;x_3\in\mathbb{R}\) và \(x_1< x_2< x_3\), ta có \(\frac{f\left(x_1\right)-f\left(x_2\right)}{f\left(x_2\right)-f\left(x_3\right)}< 0\)
    • Với mọi \(x_1;x_2;x_3\in\mathbb{R}\) và \(x_1>x_2>x_3\), ta có \(\frac{f\left(x_1\right)-f\left(x_2\right)}{f\left(x_2\right)-f\left(x_3\right)}< 0\)
    Hướng dẫn giải:

    Hàm f(x) có đạo hàm \(\le0\) và chỉ bằng 0 tại một số hữu hạn điểm thì f(x) nghịch biến.
     
  8. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho hàm số \(y=x^5-5x\). Trong các khẳng định sau đây, khẳng định nào đúng?
    • Hàm số đã cho nghịch biến trên nửa khoảng (-\(\infty\); 1] và đồng biến trên nửa khoảng [1; +\(\infty\) )
    • Hàm số đã cho đồng biến trên nửa khoảng (-\(\infty\); 1] và nghịch biến trên nửa khoảng [1; +\(\infty\) )
    • Hàm số đã cho nghịch biến trên mỗi nửa khoảng (-\(\infty\); 1], [1; +\(\infty\)) và đồng biến trên nửa khoảng [-1; 1]
    • Hàm số đã cho đồng biến trên mỗi nửa khoảng (-\(\infty\); -1]; [1;+\(\infty\)) và nghịch biến trên đoạn [-1;1]
    Hướng dẫn giải:

    \(y'=5x^4-5=5\left(x^2+1\right)\left(x-1\right)\left(x+1\right)\)
    \(y'\ge0\) với \(x\le-1;x\ge1\) và \(y'\le0\) với \(-1\le x\le1\)
     
  9. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  10. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m sao cho hàm số \(y=\cos x+mx\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\) ?
    1. \(m< 1\)
    2. \(m\le1\)
    3. \(m\ge1\)
    4. \(m>1\)
    Hướng dẫn giải:

    \(y'=-\sin x+m\)
    Hàm số đồng biến trên \(\mathbb{R}\) khi \(y'\ge0\) với \(\forall x\in\mathbb{R}\), hay là:
    \(\Leftrightarrow-\sin x+m\ge0\) với \(\forall x\in\mathbb{R}\)
    \(\Leftrightarrow m\ge\sin x\) với \(\forall x\in\mathbb{R}\)
    \(\Leftrightarrow m\ge1\) (vì \(\sin x\in\left[-1;1\right],\forall x\in\mathbb{R}\)