Chủ đề này thường có mặt ở cả ba phần của đề: vài câu ngắn ở Phần I (đọc bảng biến thiên, tìm tiệm cận), thường một câu đúng/sai về một hàm số ở Phần II, và một hai câu giá trị lớn nhất, nhỏ nhất ở Phần III, tổng cộng thường khoảng 1,5 đến 2,5 điểm.
Dạng câu hỏi thường gặp: cho f′(x) dạng tích, hỏi khoảng đồng biến, nghịch biến hoặc số điểm cực trị; cho hàm bậc ba, bậc bốn, hỏi giá trị cực đại, cực tiểu.
Với câu đúng/sai, ta tính đạo hàm và các giá trị cực trị một lần cho cả bốn ý.
Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất
Tiệm cận
Bẫy hay gặp: mẫu số bằng 0 tại x0 nhưng tử số cũng bằng 0 tại đó; sau khi rút gọn, x0 có thể không còn là tiệm cận đứng.
Bảng biến thiên và đọc đồ thị
Từ bảng biến thiên hoặc đồ thị, ta đọc được khoảng đơn điệu, cực trị, giá trị lớn nhất, nhỏ nhất và số nghiệm của phương trình f(x)=k: đó là số giao điểm của đồ thị với đường thẳng nằm ngang y=k.
Để nhận dạng hàm bậc ba y=ax3+bx2+cx+d từ đồ thị, ta kiểm tra lần lượt: nhánh phải đi lên thì a>0; giao điểm với trục tung là (0;d); hoành độ hai điểm cực trị là nghiệm của y′.
Đồ thị của một hàm bậc ba
Thuật ngữ
Bài tập
Mỗi bài có phần kiến thức và gợi ý các bước. Hãy tự làm trước, rồi mới bấm xem lời giải.
Bài 1 Trắc nghiệm
Hàm số y=x4−2x2+1 có bao nhiêu điểm cực trị?
A. 3.
B. 1.
C. 2.
D. 0.
Kiến thức và gợi ý cách làm
Kiến thức: điểm cực trị là nghiệm của y′ mà tại đó y′ đổi dấu.
Gợi ý các bước:
Phân tích y′=4x3−4x.
Xét dấu qua từng nghiệm.
Xem lời giải
y′=4x(x−1)(x+1) có ba nghiệm đơn −1, 0, 1, và y′ đổi dấu qua mỗi nghiệm.
Đáp số. A.
Bài 2 Trắc nghiệm
Đồ thị hàm số y=x−23x−1 có tiệm cận đứng và tiệm cận ngang lần lượt là
A. x=2 và y=3.
B. x=−2 và y=3.
C. x=2 và y=21.
D. x=3 và y=2.
Kiến thức và gợi ý cách làm
Kiến thức:y=cx+dax+b có tiệm cận đứng x=−cd và tiệm cận ngang y=ca.
Gợi ý các bước:
Tìm nghiệm của mẫu và kiểm tra tử khác 0 tại đó.
Lấy tỉ số hai hệ số của x.
Xem lời giải
Mẫu bằng 0 tại x=2, tử bằng 5=0, nên x=2 là tiệm cận đứng. x→±∞limy=3. Phương án C lấy tỉ số hai hệ số tự do −2−1.
Đáp số. A.
Bài 3 Trả lời ngắn
Gọi M, m là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của y=x+x4 trên đoạn [1;5]. Tính M+m.
Kiến thức và gợi ý cách làm
Kiến thức: so sánh giá trị tại nghiệm của y′ thuộc (1;5) và tại hai đầu mút.
Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số y=x−1x2+x+1.
Kiến thức và gợi ý cách làm
Kiến thức: chia tử cho mẫu để viết y=ax+b+x−1r.
Gợi ý các bước:
Thực hiện phép chia đa thức.
Xét giới hạn khi x→1± và hiệu y−(ax+b) khi x→±∞.
Xem lời giải
Phép chia cho x2+x+1=(x−1)(x+2)+3, nên y=x+2+x−13. Khi x→1+, y→+∞, nên x=1 là tiệm cận đứng. Khi x→±∞, y−(x+2)=x−13→0, nên y=x+2 là tiệm cận xiên. Đồ thị không có tiệm cận ngang vì y→±∞.
Đáp số. Tiệm cận đứng x=1, tiệm cận xiên y=x+2.
Bài 5 Đúng/Sai
Hàm số y=f(x) có đạo hàm f′(x)=x(x−1)2(x+2) với mọi x∈R.
a) Hàm số có ba điểm cực trị.
b) Hàm số đạt cực tiểu tại x=0.
c) Hàm số đồng biến trên khoảng (0;+∞).
d) f(−1)>f(0).
Kiến thức và gợi ý cách làm
Kiến thức: nghiệm bội chẵn không làm f′ đổi dấu.
Gợi ý các bước:
Lập bảng xét dấu f′ với các nghiệm −2, 0, 1.
Xét từng ý.
Xem lời giải
Dấu của f′: dương trên (−∞;−2), âm trên (−2;0), dương trên (0;1) và (1;+∞).
a) Sai: tại x=1 không đổi dấu; chỉ có hai điểm cực trị x=−2 và x=0.
b) Đúng: f′ đổi dấu từ − sang + tại x=0.
c) Đúng: f′≥0 trên (0;+∞) và chỉ bằng 0 tại x=1.
d) Đúng: f nghịch biến trên (−2;0) và −1<0.
Đáp số. a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.
Bài 6 Trả lời ngắn
Nồng độ một loại thuốc trong máu sau khi uống t giờ là C(t)=t2+45t (mg/l), t≥0. Nồng độ cao nhất bằng bao nhiêu mg/l?
Kiến thức và gợi ý cách làm
Kiến thức: đạo hàm của thương (vu)′=v2u′v−uv′; giá trị lớn nhất trên nửa khoảng [0;+∞).
Gợi ý các bước:
Tính C′(t) và tìm nghiệm dương.
Xét dấu C′, chú ý C(0)=0 và C(t)→0 khi t→+∞.
Xem lời giải
C′(t)=(t2+4)25(t2+4)−5t⋅2t=(t2+4)25(4−t2).
Với t≥0, C′>0 khi t<2 và C′<0 khi t>2. Nồng độ cao nhất là C(2)=810=1,25 mg/l, sau 2 giờ.
Đáp số.1,25.
Bài 7 Trắc nghiệm
Hàm số y=f(x) liên tục trên R có bảng biến thiên:
x
−∞
0
2
+∞
f′(x)
+
0
−
0
+
f(x)
−∞
↗
1
↘
−3
↗
+∞
Số nghiệm của phương trình 2f(x)+6=0 là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 0.
Kiến thức và gợi ý cách làm
Kiến thức: số nghiệm của f(x)=k là số giao điểm của đồ thị với đường thẳng y=k.
Gợi ý các bước:
Đưa về f(x)=−3.
Đọc bảng: −3 là giá trị cực tiểu.
Xem lời giải
2f(x)+6=0⟺f(x)=−3. Đường thẳng y=−3 chạm đồ thị tại điểm cực tiểu x=2 và cắt nhánh trái một lần trên (−∞;0) (vì f tăng từ −∞ lên 1). Không cắt trên (2;+∞) vì ở đó f>−3.
Đáp số. B.
Bài 8 Đúng/Sai
Cho hàm số y=x−1x+1.
a) Tập xác định của hàm số là R∖{1}.
b) Hàm số nghịch biến trên R∖{1}.
c) Giao điểm hai tiệm cận của đồ thị là I(1;1).
d) Giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn [2;4] bằng 3.
Kiến thức và gợi ý cách làm
Kiến thức:y=cx+dax+b có y′=(cx+d)2ad−bc; tính đơn điệu chỉ nói trên từng khoảng.
Gợi ý các bước:
Tính y′.
Tìm hai tiệm cận và so sánh y(2), y(4).
Xem lời giải
y′=(x−1)2−1−1=(x−1)2−2<0 với mọi x=1.
a) Đúng: mẫu bằng 0 chỉ tại x=1.
b) Sai: hàm số nghịch biến trên từng khoảng (−∞;1) và (1;+∞), nhưng y(0)=−1<y(2)=3 nên không nghịch biến trên cả hợp.
c) Đúng: tiệm cận đứng x=1, tiệm cận ngang y=1.
d) Đúng: hàm số nghịch biến trên [2;4] nên giá trị lớn nhất là y(2)=3.
Đáp số. a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng.
Bài 9 Trả lời ngắn
Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số y=(x2−3)ex trên đoạn [0;2] (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).
Kiến thức và gợi ý cách làm
Kiến thức:(uv)′=u′v+uv′ và (ex)′=ex.
Gợi ý các bước:
Tính y′=(x2+2x−3)ex và giải y′=0 trên (0;2).
So sánh với y(0), y(2).
Xem lời giải
y′=2xex+(x2−3)ex=(x−1)(x+3)ex=0⟺x=1 (loại x=−3). y(0)=−3, y(1)=−2e≈−5,44, y(2)=e2≈7,39. Giá trị nhỏ nhất là −2e≈−5,4.
Đáp số.−5,4.
Bài 10 Thử thách
Đồ thị hàm số y=ax3+bx2+cx+d có điểm cực đại (0;2) và điểm cực tiểu (2;−2). Tìm a, b, c, d.
Kiến thức và gợi ý cách làm
Kiến thức: tại điểm cực trị x0 thì y′(x0)=0; điểm cực trị nằm trên đồ thị.
Gợi ý các bước:
Viết bốn phương trình: y(0)=2, y′(0)=0, y(2)=−2, y′(2)=0.
Giải hệ rồi kiểm tra lại loại cực trị.
Xem lời giải
y′=3ax2+2bx+c. Từ y(0)=2 và y′(0)=0: d=2, c=0. Từ y′(2)=0: 12a+4b=0, tức b=−3a. Từ y(2)=−2: 8a+4b+2=−2, tức 8a−12a=−4, nên a=1, b=−3.
Kiểm tra.y=x3−3x2+2, y′=3x(x−2) đổi dấu từ + sang − tại 0 và từ − sang + tại 2; y(0)=2, y(2)=−2.
Đáp số.a=1, b=−3, c=0, d=2.
Kiểm tra mini
Kiểm tra mini
Chấm như đề thi tốt nghiệp THPT: Phần I mỗi câu 0,25 điểm; Phần II mỗi câu tối đa 1 điểm (đúng 1, 2, 3, 4 ý được 0,1; 0,25; 0,5; 1 điểm); Phần III mỗi câu 0,5 điểm.
Phần I. Trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn
Câu 1. Hàm số y=f(x) có đạo hàm f′(x)=(x−1)(x+3). Hàm số đồng biến trên khoảng nào dưới đây?
Đáp án: A.
f′(x)>0⟺x<−3 hoặc x>1. Phương án B là khoảng hàm số nghịch biến; C và D chứa một phần của (−3;1), nơi f′<0.
Câu 2. Đồ thị hàm số y=x2−4x+2 có bao nhiêu tiệm cận đứng?
Đáp án: A.
Với x=−2, y=x−21; khi x→−2, y→−41 nên x=−2 không phải tiệm cận đứng. Chỉ còn x=2. Phương án B quên rút gọn.
Câu 3. Giá trị lớn nhất của hàm số y=−x3+3x+1 trên đoạn [0;2] bằng
Đáp án: A.
y′=−3x2+3=0⟺x=1 (loại −1). y(0)=1, y(1)=3, y(2)=−1. Phương án B là y(0), phương án C là giá trị nhỏ nhất.
Câu 4.
Hàm số y=f(x) có bảng biến thiên:
x
−∞
−1
1
+∞
f′(x)
+
0
−
0
+
f(x)
−∞
↗
4
↘
0
↗
+∞
Giá trị cực tiểu của hàm số bằng
Đáp án: A.
f′ đổi dấu từ − sang + tại x=1, giá trị cực tiểu là f(1)=0. Phương án B là điểm cực tiểu, C là giá trị cực đại, D là điểm cực đại.
Phần II. Trắc nghiệm đúng sai
Câu 1. Cho hàm số f(x)=x4−2x2+3.
a)f′(x)=4x3−4x.
b) Hàm số có ba điểm cực trị.
c) Giá trị cực đại của hàm số bằng 2.
d) Giá trị nhỏ nhất của hàm số trên R bằng 2.
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng.
a) Đúng. b) Đúng: f′=4x(x−1)(x+1) đổi dấu qua ba nghiệm. c) Sai: cực đại tại x=0, giá trị 3; số 2 là giá trị cực tiểu. d) Đúng: f(±1)=2 và f(x)−2=(x2−1)2≥0.
Phần III. Trắc nghiệm trả lời ngắn
Câu 1. Hai đường tiệm cận của đồ thị hàm số y=x−32x+1 cắt nhau tại điểm I(a;b). Tính a+b.
Đáp án: 5.
Tiệm cận đứng x=3, tiệm cận ngang y=2, nên I(3;2) và a+b=5.
Câu 2. Gọi M, m là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của y=x+x1 trên đoạn [21;3]. Tính M+m (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).
Phần I, câu 1: A. f′(x)>0⟺x<−3 hoặc x>1. Phương án B là khoảng hàm số nghịch biến; C và D chứa một phần của (−3;1), nơi f′<0.
Phần I, câu 2: A. Với x=−2, y=x−21; khi x→−2, y→−41 nên x=−2 không phải tiệm cận đứng. Chỉ còn x=2. Phương án B quên rút gọn.
Phần I, câu 3: A. y′=−3x2+3=0⟺x=1 (loại −1). y(0)=1, y(1)=3, y(2)=−1. Phương án B là y(0), phương án C là giá trị nhỏ nhất.
Phần I, câu 4: A. f′ đổi dấu từ − sang + tại x=1, giá trị cực tiểu là f(1)=0. Phương án B là điểm cực tiểu, C là giá trị cực đại, D là điểm cực đại.
Phần II, câu 1: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng. a) Đúng. b) Đúng: f′=4x(x−1)(x+1) đổi dấu qua ba nghiệm. c) Sai: cực đại tại x=0, giá trị 3; số 2 là giá trị cực tiểu. d) Đúng: f(±1)=2 và f(x)−2=(x2−1)2≥0.
Phần III, câu 1: 5. Tiệm cận đứng x=3, tiệm cận ngang y=2, nên I(3;2) và a+b=5.
Phần III, câu 2: 5,3. y′=1−x21=0⟺x=1. y(21)=2,5, y(1)=2, y(3)=310. Vậy M+m=310+2=316≈5,3.