Dạng 1 Tìm cực trị của hàm số A Phương pháp giải & Ví dụ Phương pháp giải 1 Định nghĩa Cho hàm số y = f(x)xác định và liên tục trên khoảng (a;b) (có thể a là ∞; b là +∞) và điểm x0∈(a;b) Nếu tồn tại s[.]
Trang 1Nếu tồn tại số h > 0 sao cho f(x)< f(x0 ) với mọi x ∈ (x0 - h;x0 + h) và x≠x_0 thì ta
nói hàm số f(x) đạt cực đại tại x0
Nếu tồn tại số h >0 sao cho f(x) >f(x0 ) với mọi x ∈ (x0 - h;x0 + h) và x ≠ x0 thì ta
nói hàm số f(x) đạt cực tiểu tại x0
2.Điều kiện đủ để hàm số có cực trị: Giả sử hàm số y=f(x) liên tục trên
K=(x0 - h;x0 + h)và có đạo hàm trên K hoặc trên K\{x0}, với h >0
Nếu f'(x)> 0 trên khoảng (x0 - h;x0) và f'(x) <0 trên (x0;x0 + h) thì x0 là một điểm
Trang 2Nếu hàm sốy=f(x) đạt cực đại (cực tiểu) tại x0 thì x0 được gọi là điểm cực đại (điểm
cực tiểu) của hàm số; f(x0) được gọi là giá trị cực đại (giá trị cực tiểu) của hàm
số, kí hiệu là fCÑ (fCT), còn điểm M(x0;f(x0)) được gọi là điểm cực đại (điểm cực
Trang 3Vậy hàm số đạt cực đại tại x = - 1, y = 6 và hàm số đạt cực tiểu tại x = 1,y = -2
Trang 5Vậy hàm số đạt cực tiểu tại x = 0,y = -4 và hàm số đạt cực đại tại x = 2,y = 0
Vậy hàm số đã cho không có cực trị
Bài 3 Gọi A,B là hai điểm cực trị của đồ thị hàm số y = 2x3 - 3x2 - 12x + 1 Tìm
tọa độ A,B và phương trình đường thẳng qua hai điểm đó
Hiển thị đáp án
Trang 6Tập xác định D = R
Tính y' = 6x2 - 6x - 12
Cho y'= 0 ⇔
Bảng biến thiên
Suy ra tọa độ hai điểm cực trị là A(-1;8), B(2;-19)
Vậy phương trình đường thẳng AB là 9x + y + 1 = 0
Bài 4 Cho hàm số y = x3 - 3x2 có đồ thị (C) Tìm các điểm cực đại, cực tiểu của đồ
thị (C)và khoảng cách giữa hai điểm cực trị đó
Trang 7Vậy tọa độ hai điểm cực trị là A(-1;8),B(2;-19) Khi đó AB =
Trang 8Bài tập trắc nghiệm Tìm cực trị của hàm số cực hay
Câu 1: Cho hàm số y = f(x) có đồ thị như hình vẽ:
Đồ thị hàm số y = f(x) có mấy điểm cực trị?
A 2 B 1 C 0 D 3
Hiển thị đáp án
Đáp án : A
Câu 2: Cho hàm số y = x3 - 3x2 + 2 Khẳng định nào sau đây là đúng?
A Hàm số đạt cực đại tại x = 2 và đạt cực tiểu tại x = 0
B Hàm số đạt cực tiểu tại x = 2 và đạt cực đại x = 0
C Hàm số đạt cực đại tại x = -2và cực tiểu tại x = 0
D Hàm số đạt cực đại tại x = 0và cực tiểu tại x = -2
Hiển thị đáp án
Đáp án : B
Giải thích :
Trang 9y' = 3x2 - 6x = 0 ⇔
Lập bảng biến thiên ta được hàm số đạt cực đại tại x = 2 và đạt cực tiểu tại x = 0
Câu 3: Cho hàm số y = x4 - 2x2 + 3 Khẳng định nào sau đây là đúng?
y(0) = 3; y(1) = y(-1) = 2 nên hàm số có hai cực trị
Câu 4: Gọi M, n lần lượt là giá trị cực đại, giá trị cực tiểu của hàm
số Khi đó giá trị của biểu thức M2 - 2n bằng:
A 8 B 7 C 9 D 6
Hiển thị đáp án
Đáp án : B
Giải thích :
Trang 10Hàm số đạt cực đại tại x = -3 và yCD = -3
Hàm số đạt cực tiểu tại x = -1 và yCT = 1
⇒ M2 - 2n = 7
Phương pháp trắc nghiệm:
Bấm máy tính:
Bước 2: Giải phương trình bậc hai :
Bước 3: Nhập vào máy tính
Trang 11y' = 3x2 + 34x - 24 = 0 ⇔
Lập bảng biến thiên ta thấy hàm số đạt cực đại tại x = -12
Dạng 2: Tìm tham số m để hàm số đạt cực trị tại một điểm
A Phương pháp giải & Ví dụ
Phương pháp giải
Trong dạng toán này ta chỉ xét trường hợp hàm số có đạo hàm tại x 0
Khi đó để giải bài toán này, ta tiến hành theo hai bước
Bước 1 Điều kiện cần để hàm số đạt cực trị tại x0 là y'(x0) = 0, từ điều kiện này ta tìm được giá trị của tham số
Bước 2 Kiểm lại bằng cách dùng một trong hai quy tắc tìm cực trị ,để xét xem giá
trị của tham số vừa tìm được có thỏa mãn yêu cầu của bài toán hay không?
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1 Cho hàm số y = x3 - 3mx2 +(m2 - 1)x + 2, m là tham số thực Tìm tất cả các giá trị của m để hàm số đã cho đạt cực tiểu tại x = 2
Trang 12+ Lại có y'' = 12x2 - 4 ⇒ y''(1) = 8 > 0
⇒Hàm số đạt cực tiểu tại x = 1 ⇒ m = 0 không thỏa mãn
Vậy không có giá trị nào của m để hàm số đạt cực đại tại x = 1
B Bài tập vận dụng
Bài 1 Cho hàm số: y = 1/3 x3 - mx2 +(m2 - m + 1)x + 1 Với giá trị nào của m thì
hàm số đạt cực đại tại điểm x = 1
Trang 13Với m = 1 thì y''(1) = 0 ⇒ hàm số không thể có cực trị
Với m = 2 thì y''(1) = -2 < 0 ⇒ hàm số có cực đại tại x = 1
Trang 14♦ Vậy giá trị m cần tìm là m = 3.
Bài 3 Cho hàm số y = 1/3 x3 - (m+1) x2 + (m2 + 2m)x + 1 (m là tham số) Tìm tất
cả tham số thực m để hàm số đạt cực tiểu tại x = 2
Trang 15Kiểm tra lại Ta có y'' = 2x + 2(2m - 1)
Khi m = 1 thì y'' = 2x + 2, suy ra y''(2) = 6 > 0 Do đó hàm số đạt cực tiểu tại x = 2 Vậy hàm số đạt cực tiểu tại x = 2 ⇔ m = 1
Câu 1 Với giá trị nào của tham số m thì hàm số y = 2(m2 - 3)sinx - 2msin2x + 3m
Tính y' = 2(m2 - 3)cosx - 4mcos2x; y'' =2(3 - m2 )sinx + 8msin2x
Để hàm số đã cho đạt cực đại tại x = π/3 ta có
Trang 16Câu 3 Hàm số y = asin2x + bcos3x - 2x (0 < x < 2π) đạt cực trị tại x = π/2; x = π
Khi đó, giá trị của biểu thức P = a + 3b - 3ab là:
Trang 17Do đó, giá trị của biểu thức P = a + 3b - 3ab = 1
Câu 4 Hàm số y = x3 - 3x2 + mx - 2 đạt cực tiểu tại x = 2 khi?
Hàm số đạt cực tiểu tại x = 2 khi:
Câu 5 Biết đồ thị hàm số y = x3 - 2x2 + ax + b có điểm cực trị là A(1;3) Khi đó giá trị của 4a - b là:
Trang 18Khi đó ta có, 4a - b = 1
Dạng 3: Biện luận theo m số cực trị của hàm số
A Phương pháp giải & Ví dụ
Phương pháp giải
1 Cực trị của hàm số bậc ba
Cho hàm số y = ax3 + bx2 + cx + d, a ≠ 0
y' = 0 ⇔ 3ax2 + 2bx + c = 0 (1) ; Δ'y' = b2 - 3ac
Phương trình (1) vô nghiệm hoặc có nghiệm kép thì hàm số đã cho không có cực trị
(C)có một điểm cực trị y' = 0 có 1 nghiệm x = 0 ⇔ -b/2a ≤ 0 ⇔ ab ≥ 0
(C)có ba điểm cực trị y' = 0 có 3 nghiệm phân biệt ⇔ -b/2a > 0 ⇔ ab < 0
Ví dụ minh họa
Trang 21Tính y' = 3x2 + 2mx + 4m + 3; Hàm số có hai cực trị y' = 0 có hai nghiệm thực phân biệt và đổi dấu Δ' > 0 ⇔ m2 - 12m - 9 > 0 (khi đó y' đổi dấu qua nghiệm)
• Với m = 0 ta có y = -x2 + x - 1, ta thấy hàm số đạt cực đại tại x = 1/2 Suy ra
m = 0 thỏa yêu cầu bài toán
Vậy hàm số đã cho luôn có cực trị với mọi m
Câu 1: Hàm số y = x4 + 2(m - 2)x2 + m2 - 2m + 3 có đúng 1 điểm cực trị thì giá trị của m là:
Trang 24Đáp án : B
Giải thích :
y' = x2 + 2mx + m + 6
Hàm số có cực đại và cực tiểu y' = 0 có hai nghiệm phân biệt
Dạng 4: Bài toán liên quan đến cực trị của hàm số
A Phương pháp giải & Ví dụ
Phương pháp giải
1 Cực trị của hàm số bậc ba
Hàm số có cực trị y' = 0 có hai nghiệm phân biệt
Nếu hàm số y = ax 3 + bx 2 + cx + d(a ≠ 0) có hai điểm cực trị x1,x2 và
y = g(x).y^' + a.x + b thì đường thẳng đi qua hai điểm cực trị có phương trình y =
ax + b và giá trị cực trị là của hàm số là y1 = a.x1+b; y2 = a.x2 + b
Tìm điều kiện cuả tham số để hàm số có cực trị thỏa mãn hệ thức cho trước
- Tìm điều kiện để hàm số có cực trị
- Phân tích hệ thức để áp dụng vi-et cho phương trình bậc hai
2 Cực trị của hàm số bậc bốn trùng phương
Cho hàm số: y = ax4 + bx2 + c (a ≠ 0) có đồ thị là (C)
Trang 25(C)có ba điểm cực trị y' = 0 có 3 nghiệm phân biệt ⇔ -b/2a > 0 ⇔ ab < 0
Khi đó hàm số có 3 điểm cực trị thì 3 điểm cực trị là 0;
Tọa độ 3 điểm cực trị tương ứng của đồ thị hàm số
là:
Nhận xét: tam giác ABC cân tại A, có A ∈Oy ;
Tam giác ABC vuông tại
hoặc ΔABC vuông cân tại A ⇔ BC2 = AB2 + AC2
Tam giác ABC đều
hoặc ΔABC đều ⇔ BC2 = AB2
Trang 26Đặc biệt: Tam giác ABC có một góc bằng
120°
Bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC là
Bán kính đường tròn nội tiếp tam giác ABC là
Phương trình đường tròn ngoại tiếp ΔABC là:
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1 Cho hàm số y = x3 - 3(m + 1)x2 + 9x - 2m2 + 1 (C) Tìm giá trị của m để
đồ thị hàm số (C) có cực đại, cực tiểu tại x1, x2 sao cho |x1 - xc | = 2
Hướng dẫn
Ta có y' = 0 ⇔ x2 - 2(m + 1)x + 3 = 0 ĐK có 2 điểm cực trị Δ' = (m + 1)2 - 3 > 0
Khi đó
Trang 27Ví dụ 3 Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m sao cho đồ thị hàm số y = x4 -
2mx2 + 2m4 - m có ba điểm cực trị đều thuộc các trục tọa độ
Hướng dẫn
Ta có y' = 4x3 - 4mx = 4x[x2 - m]
Hàm số đã cho có ba điểm cực trị khi và chỉ khi:
Khi đó ba điểm cực trị của đồ thị hàm số là:
A(0; 2m4 - m), B(-√m; 2m4 - m2 - m), C(√m; 2m4 - m2 - m)
Có A Oy.Khi đó ba điểm cực trị đều thuộc các trục tọa độ
⇔ yB = 0 = yC ⇔ 2m4 - m2 - m = 0 ⇔ m = 1
B Bài tập vận dụng
Câu 1:Cho hàm số y = 4x3 + mx2 - 3x + 1 Tìm tất cả các giá trị của m để hàm số
có hai điểm cực trị x1,x2 thỏa x1 = -2x2
Hiển thị đáp án
Trang 28Ta có y' = 12x2 + 2mx - 3 ĐK có 2 cực trị là: Δ' = m2 + 36 > 0
Câu 2:Cho hàm số y = (m + 2)x3 + 3x2 + mx - 5, m là tham số Tìm các giá trị của
m để các điểm cực đại, cực tiểu của đồ thị hàm số đã cho có hoành độ là các số
dương
Hiển thị đáp án
Các điểm cực đại, cực tiểu của đồ thị hàm số đã cho có hoành độ là các số dương
⇔ PT y' = 3(m + 2)x2 + 6x + m = 0 có 2 nghiệm dương phân biệt
Câu 3:Cho hàm số y = x3 + (1 - 2m)x2 + (2 - m)x + m + 2 (1) Tìm các giá trị của
m để đồ thị hàm số (1) có điểm cực đại, điểm cực tiểu , đồng thời hoành độ của
điểm cực tiểu nhỏ hơn 1
Hiển thị đáp án
y' = 3x2 + 2(1 - 2m)x + 2 - m = g(x)
YCBT ⇔ Phương trình y' = 0 có hai nghiệm phân biệt x1,x2thỏa mãn x1 < x2 < 1
Trang 29Câu 4:Cho hàm số y = x3 + 3x2 + mx + m - 2 (m là tham số) có đồ thị là (Cm) Xác
định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu nằm về hai phía đối với trục hoành
Trang 32Câu 4: Tìm các giá trị của tham sốm để đồ thị hàm số: y = x4 -2m2x2 + 1 có ba điểm
cực trị là ba đỉnh của một tam giác vuông cân
Trang 33Khi đó 3 điểm cực trị của đồ thị hàm số là : A(0; 1), B(m; 1 - m4 ), C(-m; 1 - m4 )
Do tính chất đối xứng, ta có ΔABC cân tại đỉnh A
đỉnh
Kết hợp điều kiện ta có: m = ±1 ( thỏa mãn)
Lưu ý: có thể sử dụng công thức b3/8a + 1 = 0
Câu 5: Tìm các giá trị của tham sốm để đồ thị hàm số: y = x4 - 2(m + 1)x2 + m2 có
ba điểm cực trị là ba đỉnh của một tam giác vuông cân
Trang 34Hàm số có điểm 3 cực trị m > -1
Khi đó 3 điểm cực trị của đồ thị hàm số là : A(0; m2 ), B(-√(m + 1); -2m -1),C(√(m
+ 1);-2m - 1)
Do tính chất đối xứng, ta có ΔABC cân tại đỉnh A
Vậy ΔABC chỉ có thể vuông cân tại đỉnh
Kết hợp điều kiện ta có: m = 0 ( thỏa mãn)