bai giang dinh nghia va y nghia cua dao ham

ĐẠO HÀM BÀI GIẢNG ĐỊNH NGHĨA VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐẠO HÀM Mục tiêu + Tính được đạo hàm của hàm số tại một điểm, trên một khoảng bằng cách dùng định nghĩa.. + Biết cách tìm hệ số góc của tiếp t

ĐẠO HÀM BÀI GIẢNG ĐỊNH NGHĨA VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐẠO HÀM Mục tiêu

+ Tính được đạo hàm của hàm số tại một điểm, trên một khoảng bằng cách dùng định nghĩa

+ Biết cách tìm hệ số góc của tiếp tuyến và viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại

một điểm

+ Vận dụng được đạo hàm vào giải bài toán vật lí

I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1 Định nghĩa đạo hàm tại một điểm

Cho hàm số y f x  xác định trên khoảng  a b và ; x0 a b;

Nếu tồn tại giới hạn (hữu hạn)    

0

0 0

   gọi là số gia của đối số x tại x 0

 y f x  f x 0  f x 0  x f x 0 gọi là số gia tương ứng

3 Đạo hàm trên khoảng, trên đoạn

- Hàm số y f x  có đạo hàm trên  a b; nếu nó có đạo hàm tại mọi

điểm thuộc  a b;

- Hàm số y f x  có đạo hàm trên  a b; nếu f x 

+ Có đạo hàm tại mọi x a b; ;

+ Có đạo hàm trái f b  ;

+ Có đạo hàm phải f a 

4 Quan hệ giữa sự tồn tại của đạo hàm và tính liên tục của hàm số

Nếu hàm số y f x  có đạo hàm tại x thì nó liên tục tại 0 x 0

5 Ý nghĩa hình học của đạo hàm

Đạo hàm của hàm số y f x  tại điểm x là hệ số góc của tiếp 0

Chú ý:

+ Nếu y f x  gián đoạn tại x thì nó không có đạo hàm 0

tại x 0

tuyến M T của đồ thị hàm số tại điểm 0 M x f x0 0;  0 .

Phương trình tiếp tuyến

Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số y f x  tại điểm

+ Cường độ dòng điện tức thời: I t 0 Q t 0

+ Nếu y f x  liên tục tại

Giả sử x là số gia của đối số 0

2

x

x x

Do đó f 1  f 1 

    nên f x không có đạo hàm tại   x  1

Ví dụ 6 Cho đồ thị hàm số y f x  xác định

trên khoảng  a;b như hình vẽ

Dựa vào hình vẽ hãy cho biết tại mỗi điểm

a, Hàm số gián đoạn tại các điểm x x vì đồ thị bị đứt tại các điểm 1, 3

đó Hàm số liên tục tại x x vì đồ thị là đường liền nét khi đi qua các 2, 4

điểm đó

b, Tại các điểm x x hàm số không có đạo hàm do hàm số gián 1, 3

đoạn tại các điểm x x 1, 3

Hàm số không có đạo hàm tại x vì đồ thị bị gãy (không có tiếp 2

tuyến tại đó)

Hàm số có đạo hàm tại x và 4 f x 4  vì tại 0 x đồ thị hàm số có 4

tiếp tuyến và tiếp tuyến song song với trục hoành (hệ số góc của tiếp

 Hàm số y f x  có đạo hàm trên

 a b nếu nó có đạo hàm tại mọi điểm;thuộc  a b đồng thời tồn tại đạo hàm;trái f b  và đạo hàm phải f a 

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1 Dùng định nghĩa tính đạo hàm của hàm số

1

x y x



 trên các khoảng  và ;1   ? 1; 

Giả sử x  là số gia của đối số x

Ta có:     cos  cos 2sin sin

x x

Suy ra hàm số gián đoạn tại x nên không có đạo hàm tại đó 0

Ví dụ 3 Tìm ,a b để hàm số  

3

khi 13

Câu 5: Đạo hàm của hàm số y x 2 tại điểm x x0 là 1

Câu 8: Cho hàm số y f x   Giá trị x x f  0 bằng

 Khẳng định nào sau đây đúng?

A Hàm số f x  liên tục và có đạo hàm tại x  1

B Hàm số f x  liên tục tại x  nhưng không có đạo hàm tại 1 x  1

C Hàm số f x  không liên tục tại x  1

x

x x

Câu 15: Đạo hàm của hàm số y f x  x trên khoảng 0; bằng 

Viết phương trình tiếp tuyến khi biết hệ số

góc k của tiếp tuyến

+ Gọi M x y 0; 0 là tiếp điểm, ta có

y  x  y x

+ Phương trình tiếp tuyến phải tìm có dạng

  

Vậy hệ số góc là k y 1  2

Ví dụ 2 Cho hàm số y x Tìm hệ số góc của tiếp tuyến tại giao điểm của đồ thị với đường thẳng 3

Phương trình tiếp tuyến y27 27x3  y 27x54

Ví dụ 4 Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số

1

x y x

Ví dụ 5 Chứng minh rằng để đường thẳng  d :y ax b  là tiếp tuyến của đồ thị hàm số

 G y:  f x  tại điểm x f x0;  0  thì điều kiện cần và đủ là  

Đường thẳng y ax b  là tiếp tuyến của đồ thị  G y:  f x  tại điểm x f x0;  0  khi và chỉ

khi đồng thời xảy ra

  d và  G cùng đi qua điểm x f x0;  0  tức là ax0 b f x 0

 Hệ số góc của  d bằng đạo hàm của f tại x , tức là 0 a f x 0

Từ đó suy ra điều cần chứng minh

Bài tập tự luyện dạng 2

Câu 1: Cho đồ thị của hàm số f x trên khoảng    a b Biết rằng tại các điểm ; M M M đồ thị hàm 1; 2; 3,

số có tiếp tuyến được thể hiện như hình vẽ Dựa vào hình vẽ hãy xét dấu của f x     1 , f x 2 ,f x 3

A f x 1 0, f x 2 0, f x 3  B 0 f x 1 0,f x 2 0, f x 3  0

C f x 1 0,f x 2 0, f x 3  D 0 f x 1 0, f x 2 0, f x 3  0

Câu 2: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số y 1

Vận tốc tức thời: v t 0 s t 0

Cường độ tức thời tại thời điểm t của một 0

dòng điện với điện lượng Q Q t   là

gt g t

   Với  t 0,1 và t thì 3

 

19,8.3 9,8.0,1 28,89 /s

Ví dụ 2 Cho biết điện lượng trong một dây dẫn

theo thời gian biểu thị bởi hàm số Q   (t 6t 5

được tính bằng giây, Q được tính bằng

Coulomb) Tính cường độ của dòng điện trong dây dẫn tại thời điểm t10

Hướng dẫn giải

Vì Q t  nên cường độ dòng điện trong dây 6dẫn tại thời điểm t10 là I 10 Q 10  6

Ví dụ 1 Một chất điểm có phương trình chuyển động là s f t    (t2 t 6 t được tính

bằng giây, s được tính bằng mét) Tính vận tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm

2

t

Hướng dẫn giải

Ví dụ 2 Cho chuyển động xác định bởi phương trình S t 3 3t2 9 1t , trong đó t được

tính bằng giây và S được tính bằng mét Tính gia tốc tại thời điểm vận tốc triệt tiêu

Q t   (t t được tính bằng giây, Q được tính bằng Coulomb) Tính thời điểm

cường độ của dòng điện trong dây dẫn I50A

Câu 1: Một chuyển động có phương trình s t    (trong đó s tính bằng mét, t tính bằng t2 2t 4

giây).Vận tốc tức thời của chuyển động tại t1,5(giây) là

  trong đó t được tính bằng giây, và s

được tính bằng mét Vận tốc tức thời tại thời điểm t của chuyển động là

s t  t  t t  t, trong đó t  với t được tính bằng giây (s) và s được tính bằng mét 0

(m) Hỏi tại thời điểm gia tốc của vật đạt giá trị nhỏ nhất thì vận tốc của vật bằng bao nhiêu?

A 1m/s B 3m/s C 16m/s D 13m/s

Câu 4: Một chất điểm chuyển động có phương trình   3 9 2

62

s t  t t  , trong đó t được tính bằng t giây, s được tính bằng mét Gia tốc của chất điểm tại thời điểm vận tốc bằng 24m/s là

A 20m s B 12/ 2 m s C 39/ 2 m s D 21/ 2 m s / 2

Câu 5: Cho chuyển động thẳng xác định bởi phương trình S  t3 3t29t , trong đó t được tính

bằng giây và S được tính bằng mét Tính vận tốc tại thời điểm gia tốc bị triệt tiêu

A 11m/s B 0m/s C 12m/s D 6m/s

Câu 6: Một chất điểm chuyển động theo quy luật s t   t3 6t2với t là thời gian tính từ lúc bắt đầu

chuyển động , s t  là quãng đường đi được trong khoảng thời gian t Thời điểm t tại đó đạt giá trị

Câu 8: Cho biết điện lượng của một dây dẫn theo thời gian biểu thị bởi hàm số Q3t2  (t 6t 5

được tính bằng giây, Q được tính bằng Coulomb) Cường độ của dòng điện trong dây dẫn tại thời

điểm t bằng 2

A 16 A B 18 A C 7 A D 4 A

Câu 9: Tomahawk là tên lửa hành trình có khả năng mang đầu đạn hạt nhân, được phóng đi từ các hệ

thống phóng mặt đất Giả sử rằng Tomahawk (không gắn với động cơ) được bắn lên cao theo phương

trình s t 196t4,9t2 trong đó t là thời gian (t , đơn vị giây) và 0 s t  là khoảng cách của tên

lửa so với mặt đất được tính bằng kilomet Khoảng cách của tên lửa so với mặt đất tại thời điểm vận

tốc bằng 0 bằng bao nhiêu?

A 1069 B 1960 C 1690 D 1906

Câu 10: Một chất điểm chuyển động có phương trình S 2t46t2  với t tính bằng giây (s) và 3 1t

S tính bằng mét (m) Hỏi gia tốc của chuyển động tại thời điểm 3 t (s) bằng bao nhiêu?

A 228m s B 64/ 2 m s C 88/ 2 m s D 76/ 2 m s / 2

ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI BẢI TẬP TỰ LUYỆN DẠNG 1

 Vậy y   1 2

1

x

f x f x



 

  Do đó hàm số không có đạo hàm tại x  1

Câu 12

4lim 4.

2

x

x x

Với 1x   hàm số luôn có đạo hàm nên để hàm số có đạo hàm với mọi x   thì hàm số

phải có đạo hàm tại x  1

Dựa vào đồ thị ta thấy:

+) Tiếp tuyến tại điểm M là một đường thẳng song song với trục hoành nên hệ số góc của 1

tiếp tuyến bằng 0 Suy ra f x 1  0

+) Tiếp tuyến tại điểm M là một đường thẳng đi từ trái sang phải nên hệ số góc của tiếp 2

tuyến là một số dương Suy ra f x 2  0

+) Tiếp tuyến tại điểm M là một đường thẳng đi xuống từ trái sang phải nên hệ số góc của 3

tiếp tuyến là một số âm Suy ra f x 3  0

Câu 3

Ta có y0 y 2   Hệ số góc của tiếp tuyến là 4

ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI BẢI TẬP TỰ LUYỆN DẠNG 3

Gia tốc triệt tiêu khi S    0 t 1.

Khi đó vận tốc của chuyển động là S 1 12m/s

Câu 7

Vận tốc của chuyển động chính là đạo hàm cấp một của quãng đường:

Bằng định nghĩa tính được v s  Asin t   A t cos t Acos t 