Chuyên đề ôn thi THPT QG về tính đơn điệu của hàm số

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạ[r]

CHUYÊN ĐỀ ÔN THI THPT QG VỀ TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ

I KIẾN THỨC CẦN NHỚ

1 Định nghĩa 1

Giả sử K là một khoảng, một đoạn hoặc một nửa khoảng và y f x  là một hàm số xác định trên K Ta nói:

+ Hàm số y f x  được gọi là đồng biến (tăng) trên K nếu

   

x x K x x f x f x

+ Hàm số y f x  được gọi là nghịch biến (giảm) trên K nếu

   

x x K x x f x f x

Hàm số đồng biến hoặc nghịch biến trên K gọi chung là đơn điệu trên K

2 Nhận xét

a Nhận xét 1

Nếu hàm số f x và   g x cùng đồng biến (nghịch biến) trên K thì hàm số   f x   g x cũng đồng

biến (nghịch biến) trên K Tính chất này có thể không đúng đối với hiệu f x g x    '

b Nhận xét 2

Nếu hàm số f x và   g x là các hàm số dương và cùng đồng biến (nghịch biến) trên K thì hàm số  

   

f x g x cũng đồng biến (nghịch biến) trên K Tính chất này có thể không đúng khi các hàm số

   ,

f x g x không là các hàm số dương trên K

c Nhận xét 3

Cho hàm số uu x , xác định với x a b; và u x    c d; Hàm số f u x   cũng xác định với

 ;

x a b Ta có nhận xét sau:

Giả sử hàm số uu x  đồng biến với x a b; Khi đó, hàm số f u x   đồng biến với

 ;  

x a b  f u đồng biến với u c d;

3 Định lí 1

Giả sử hàm số f có đạo hàm trên khoảng K Khi đó:

a) Nếu hàm số đồng biến trên khoảng K thì f ' x   0, x K

b) Nếu hàm số nghịch biến trên khoảng K thì f ' x   0, x K

4 Định lí 2

a) Nếu f ' x   0, x K thì hàm số f đồng biến trên K

b) Nếu f ' x   0, x K thì hàm số f nghịch biến trên K

c) Nếu f ' x   0, x K thì hàm số f không đổi trên K

Chú ý: Khoảng K trong định lí trên ta có thể thay thế bởi đoạn hoặc một nửa khoảng Khi đó phải có

thêm giả thuyết “ Hàm số liên tục trên đoạn hoặc nửa khoảng đó’ Chẳng hạn:

Nếu hàm số f liên tục trên đoạn  a b và ; f ' x   0, x  a b; thì hàm số f đồng biến trên đoạn

 a b ;

Ta thường biểu diển qua bảng biến thiên như sau:

5 Định lí 3.(mở rộng của định lí 2)

Giả sử hàm số f có đạo hàm trên khoảng K Khi đó:

a) Nếu f ' x   0, x K và f ' x 0 chỉ tại hữu hạn điểm thuộc K thì hàm số f đồng biến trên K

b) Nếu f ' x   0, x K và f ' x 0 chỉ tại hữu hạn điểm thuộc K thì hàm số f đồng biến trên K

Quy tắc xét tính đơn điệu của hàm số

Giả sử hàm số f có đạo hàm trên K

 Nếu f ' x 0 với mọi xK và f ' x 0 chỉ tại một số hữu hạn điểm xK thì hàm số f

đồng biến trên K

 Nếu f ' x 0 với mọi xK và f ' x 0 chỉ tại một số hữu hạn điểm xK thì hàm số f

nghịch biến trên K

Chú ý:

*) Riêng hàm số: y ax b





 Có TXĐ là tập D Điều kiện như sau:

+) Để hàm số đồng biến trên TXĐ thì y'  0, x D

+) Để hàm số nghịch biến trên TXĐ thì y'  0, x D

+) Để hàm số đồng biến trên khoảng  a b thì ;

 

d x c

   





 



+) Để hàm số nghịch biến trên khoảng  a b thì ;

 

d x c

   





 



y f x ax bx   cx d f x  ax  bx c

Hàm số đồng biến trên

 

0 0

0 0

a

b c



  







 



Hàm số nghịch biến trên

 

0 0

0 0

a

b c



  







 



Trường hợp 2 thì hệ số c khác 0 vì khi a  b c 0thì f x d

(Đường thẳng song song hoặc trùng với trục Ox thì không đơn điệu)

Ví dụ: Hàm số nào dưới đây đồng biến trên ?

2

x

y

x





2

2

yx  x C yx3x2x D yx4 3x22

Lời giải

Hàm số đồng biến trên trước hết phải có tập xác định D , loại câu A, xét các câu khác Chỉ có

(x x x) '3x 2x 1 0,x nên yx3x2x đồng biến trên

II BÀI TẬP

1

x y x





 Mệnh đề nào dưới đây đúng?

A Hàm số nghịch biến trên khoảng  ; 

B Hàm số nghịch biến trên khoảng  1; 

C Hàm số nghịch biến trên khoảng  ; 1

D Hàm số đồng biến trên khoảng  ; 1

Lời giải

Chọn D

Tập xác định: \ 1

Ta có

 2

3

1

y

x

 ,  x \ 1

Câu 2 Cho hàm số yx33x2 Mệnh đề nào dưới đây đúng?

A Hàm số đồng biến trên khoảng  0; 2

B Hàm số nghịch biến trên khoảng  0; 2

C Hàm số nghịch biến trên khoảng ; 0

D Hàm số nghịch biến trên khoảng 2;

Lời giải

Chọn B

Ta có y'3x26x; ' 0 0

2

x y

x





Lập bảng biến thiên rồi suy ra hàm số nghịch biến trên khoảng  0; 2

Câu 3 Cho hàm số y x21 Mệnh đề nào dưới đây đúng?

A Hàm số đồng biến trên khoảng 1;

B Hàm số nghịch biến trên khoảng; 0

C Hàm số đồng biến trên khoảng 0;

D Hàm số đồng biến trên  ; 

Lời giải

Chọn A

Hàm số có tập xác địnhD     ; 1 1;  nên loại B, C, D

f x  x x x Hàm số

 

y f x đồng biến trên khoảng nào dưới đây?

A ;1

B  ; 1

C  1;3

D 3; 

Lời giải

Chọn C

Ta có:     2  3 

1

3

x

x







 



Bảng xét dấu:

Hàm số đồng biến trên khoảng 1;3

3

y x mx  x m đồng biến trên khoảng  ; 

A 2; 2

B ; 2

C  ; 2

D 2;

Lời giải

Chọn A

Ta có: y'x22mx4

Hàm số đồng biến trên khoảng  ;  khi và chỉ khi y'    0, x  ; 

2

' m 4 0 2 m 2

x m



 với m là tham số Gọi S là tập hợp tất cả các giá trị nguyên của m

để hàm số đồng biến trên các khoảng xác định Tìm số phần tử của S

A Vô số

B 3

C 5

D 4

Lời giải

Chọn B

2 2

y

x m



 hàm số đồng biến trên khoảng xác định khi

2

nên có 3 giá trị của m nguyên

Câu 7 Cho hàm số (4 ) 6 3

6

y

x m



  Có bao nhiêu giá trị nguyên của m trong khoảng 10;10 sao cho hàm số đồng biến trên 8;5?

A 14

B 13

C 12

D 15

Lời giải

Chọn A

Đặt t   6x vì x  8;5   t  14; 1  và t  6x đồng biến trên 8;5

Hàm số trở thành y (4 m t) 3



  tập xác định D \ m ' 2 4 23

y

t m

Để hàm số đồng biến trên khoảng 14; 1 

2

14 1

m m



   







14

3

m m m

  



 



 9, 8, 7, 6, 5, 4, 1, 0, 4,5, 6, 7,8,9

m

x

   đồng biến trên khoảng 0; 

A 2

B 1

C 3

D 0

Lời giải

Chọn A

Tập xác định : D

3

2

3 '

2

x

Ta có: hàm số đã cho đồng biến trên khoảng 0;  khi và chỉ khi yn0 với  x 0; 

3

2

3

0, 0;

2

x

2

3

, 0;

2

x

    0;

min



2

3 1 2

f x x

x

Cách 1:

5

x x

f x x

Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi x1 Do đó

0;

5

2

f x

Từ  1 và  2 ta có 5 5

Vậy có hai giá trị nguyên âm của tham số m thỏa mãn điều kiện bài ra

Cách 2:

2

3 , 0;

2

x

3

3

x

Bảng biến thiên

Từ bảng biến thiên ta có 5 5

Vậy có hai giá trị nguyên âm của tham số m thỏa mãn điều kiện bài ra

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng

xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và

Sinh Học

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn

THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc

Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III Kênh học tập miễn phí

các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí