62 dạng toán về hàm ẩn liên quan đến tính đơn điệu của hàm số

CÁC DẠNG TOÁN VỀ HÀM ẨN LIÊN QUAN ĐẾN BÀI TOÁN XÉT TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ chuyên đề gồm 106 trang ĐỀ CƯƠNG CÁC DẠNG TOÁN VỀ HÀM ẨN TRONG CHƯƠNG HÀM SỐ - Các dạng toán về hàm ẩn liên

CÁC DẠNG TOÁN VỀ HÀM ẨN LIÊN QUAN ĐẾN BÀI TOÁN XÉT TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ

(chuyên đề gồm 106 trang)

ĐỀ CƯƠNG CÁC DẠNG TOÁN VỀ HÀM ẨN TRONG CHƯƠNG HÀM SỐ

- Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán xét tính đơn điệu của hàm số

- Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán tìm cực trị của hàm số

- Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán tìm GTLN, GTNN của hàm số

- Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán tìm tiệm cận của hàm số

- Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán tiếp tuyến của đồ thị hàm số

- Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán giải phương trình, bất phương trình, hệ phương trình

- Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán xét sự tương giao của đồ thị hai hàm số

- Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến phép biến đổi đồ thị

PHẦN A - CÁC DẠNG TOÁN VỀ HÀM ẨN LIÊN QUAN ĐẾN BÀI TOÁN XÉT

TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ

( )

y f x=

PHẦN 1: Biết đặc điểm của hàm số Dạng toán 1 Các bài toán về tính đơn điệu của hàm ẩn bậc 2 (dành cho khối 10)

Câu 1: Cho parabol ( )P : y f x= ( )=ax bx c2+ + , a ≠ biết:0 ( )P đi qua M(4;3), ( )P cắt Ox tại

Vì ( )P đi qua M(4;3)nên 3 16= a+4b c+ (1)

Mặt khác ( )P cắt Ox tại N(3;0)suy ra 0 9= a b c+3 + (2), ( )P cắt Ox tại Qnên

a c t a

Vậy phương trình đường thẳng d là: d y: = − +3x 6, -3 - 6y= x Chọn đáp án B

và cắt đường thẳng y =2 tại hai điểm có hoành độ lần lượt là −1và 5 Tính P a b c= + +

Lời giải Chọn D

Dạng toán 2 Dạng toán có thể tìm được biểu thức cụ thể của hàm số y f x= ( ) trong bài toán

không chứa tham số

( ) ( ) 6 3 4 2 ,2

   Hàm số g x( )= f x( )+2x2 đồng biến trên khoảng

Suy ra y x= 3+3x2+3 1x+ ⇒ y′=3x2 +6x+ ≥ ∀ ∈3 0, x R Nên hàm số đồng biến trên R

a b c

a b c

Vậy hàm số đồng biến trên khoảng (0;2)

( ) ( 2 2)

g x = f x + +x Chọn khẳng định đúng trong các khẳng định sau

A g x nghịch biến trên khoảng ( ) ( )0;2 B g x đồng biến trên khoảng ( ) (−1;0)

C g x nghịch biến trên khoảng ( ) 1;0

đồ thị đi qua gốc tọa độ và có đồ thị hàm số cho bởi hình vẽ

Lời giải Chọn A

Do là hàm số bậc ba nên là hàm số bậc hai

Dựa vào đồ thị hàm số thì có dạng với Đồ thị đi qua

−4

1

Câu 10: Cho hàm số f x( )=ax bx cx dx m4+ 3+ 2+ + , (với a b c d m∈, , , , ) Hàm số y f x= ′( ) có đồ

thị như hình vẽ bên dưới:

Tập nghiệm của phương trình f x( )=48ax m+ có số phần tử là:

Lời giải Chọn B

=



⇔  =

Vậy tập nghiệm của phương trình f x( )=48ax m+ là S ={ }0;3

thị như hình vẽ bên dưới:

Biết rằng phương trình f x( )=nx m+ có 4 nghiệm phân biệt Tìm số các giá trị nguyên của n

A 15 B 14 C 3 D 4

Lời giải Chọn B

Hàm số g x( )= f f x( ′( ) ) nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?

Vì các điểm (−1;0 , 0;0 , 1;0) ( ) ( ) thuộc đồ thị hàm số y f x= ′( ) nên ta có hệ:

3 2

01

x x x x x

Dựa vào bảng biến thiên ⇒g x( ) nghịch biến trên (−∞ −; 2)

Dạng toán 4 Biết đặc điểm của hàm số hoặc đồ thị, hoặc BBT hoặc đạo hàm của hàm f x , xét ( )

sự biến thiên của hàm y f= (ϕ( )x ); y f f x= ( ( ) ), y f f f= ( ( ( )x ) ) trong bài toán không chứa tham số

Câu 13: Cho hàm số y f x= ( ) có đạo hàm trên  và có đồ thị hàm f x′( ) như hình vẽ dưới đây

Hàm số g x( )= f x( 2−x) đồng biến trên khoảng nào?

nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?

A ( 3;+∞) B (− 3; 1− ) C ( )1; 3 D ( )0;1

Lời giải Chọn C

Vậy hàm số y f= (1+x2) nghịch biến trên khoảng ( )1; 3

Ta có bảng biến thiên sau:

Từ bảng biến thiên suy ra hàm số y g x= ( )= f x( 2+2019) đồng biến trên khoảng (−3;0)

Xét hàm số y f x= ( 2−5)

Ta có y′=2 x f x′( 2−5)

Dạng toán 5 Biết đặc điểm của hàm số hoặc BBT, hoặc BBT hoặc đạo hàm của hàm f x , xét ( )

sự biến thiên của hàm y f f x= ( ( ) ), y f f f= ( ( ( )x ) ) trong bài toán chứa tham số.

Biết S là tập tất cả các giá trị nguyên của tham số m thoả mãn m∈ −( 2019;2019) sao

cho hàm số g x( )= f x m( − ) đồng biến trên khoảng (−2;0) Số phần tử của tập S là

Lời giải Chọn C

Ta có g x'( )= f x m'( − )

nguyên âm của m để hàm số g x( )= f x( 2+ −x 2) đồng biến trên (1;+∞ là )

Lời giải Chọn B

Do m nguyên âm nên m∈ − − − − { 4; 3; 2; 1}

nguyên của tham số m thuộc đoạn [−10;20] để hàm số y f x= ( 2 +3x m− ) đồng biến trên khoảng ( )0;2

Lời giải Chọn A

Ta có y′= f x′( 2+3x m− )=(2x+3)f x′( 2+3x m− )

Theo đề bài ta có: f x′( ) (= x−1)(x+3)

Do m∈ −[ 10;20], m∈ nên có 18 giá trị nguyên của m thỏa yêu cầu đề bài

Dạng toán 6 Biết đặc điểm của hàm số hoặc BBT, hoặc đồ thị, hoặc đạo hàm của hàm f x , xét ( )

sự biến thiên của hàm y=ln(f x( ) ),y e= f x( ),sin f x c( ), osf( )x trong bài toán không chứa tham số

Hàm số y e= 3 2f( − +x) 1+3f(2 −x) đồng biến trên khoảng nào dưới đây?

A (1;+ ∞ ) B (−1;3) C (−∞ −; 2) D (−2;1)

Lời giải Chọn D

Hỏi hàm số y g x= ( )=e2017f x( − 2020 2018 ) + +π2019f x( − 2020 ) nghịch biến trên khoảng nào sau đây?

A (2016; 2018 ) B (2017; 2019 ) C (2018; 2020 ) D (2021; 2023 )

Lời giải Chọn C

Hàm số g x( )=20182019 2 − f x( ) + 2f x f x2 ( ) − 3 ( ) nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?

A (−2;0) B ( )0;1 C ( )1;2 D ( )2;3

Lời giải Chọn D

x

y

2

Xét g x′( )= −f x′( ) 3 f x2( )−4f x( )+2 2018 2019 2 − f x( ) + 2f x f x2 ( ) − 3 ( ).ln 2018

10

12

x x

x x

Từ bảng, suy ra hàm số nghịch biến trên ( )2;3 , do ( ) (2;3 ⊂ 2;+∞)

( ) ( ) ( ) ( )

f e e

+ +

+ +

Hàm số y π= 2 ( ) 4f x− x đồng biến trên khoảng

Dựa vào bảng biến thiên, hàm số đồng biến trên khoảng (0;+∞)

Dạng toán 7 Biết đặc điểm của hàm số hoặc BBT, hoặc đồ thị, hoặc đạo hàm của hàm f x , xét ( )

sự biến thiên của hàm y=ln(f x( ) ),y e= f x( ),sin f x c( ), osf( )x trong bài toán chứa tham số

Hàm số y e= f x m( )− 2+ 2nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?

Vậy hàm sốy g x= ( )=e f x m( ) − 2 + 2 nghịch biến trên khoảng (−∞ − ∪; 1) ( )0;4

Giá trị nguyên nhỏ nhất của tham số m để phương trình

Quan sát đồ thị ta thấy 1≤ f x( )≤ ∀ ∈5, x  , đặt t f x= ( ) giả thiết trở thành

Vậy giá trị nguyên nhỏ nhất của m là 4

Hàm số y e= f x m( )− 2+ 2 nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?

Vậy hàm số y g x= ( )=e f x m( ) − 2 + 2 nghịch biến trên khoảng (−∞ − ∪; 1) ( )0;4

Dạng toán 8 Các dạng khác với các dạng đã đưa ra…

Bảng xét dấu của hàm số g x'( ) như sau

Vậy hàm số y g x ( ) nghịch biến trên (;1)

đồng biến trên khoảng nào?

Bảng xét dấu

Kết luận: Hàm số đồng biến trên khoảng

Hàm số y g x= ( )= f x( )+ f (1−x) đồng biến trên khoảng

21

f x′ =x x− x mx+ + Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số m∈ −[ 2019;2019] để hàm số

Vậy có 2028 giá trị của m thỏa mãn bài ra

Vậy 18  m 100.

có nghiệm thuộc đoạn 0;1 + 3

t

− ≥+ có nghiệm [ ]1;2 max[ ]1;2 2 2

−

Từ bảng biến thiên ta suy ra [ ]

1;2

2max ( )

3

3≥m hay

23

trình (m+2)x m x− ≥ +1 có nghiệm thuộc đoạn [−2;2]

Lời giải Chọn C

Do đó, bất phương trình đã cho có nghiệm thuộc đoạn [−2;2]

( ] [ )

( )

2 1;2 2 2;1

1min

1

*1

2 1( )

Vậy Có 16 giá trị m thỏa đề

khi và chỉ khi m∈ −∞( ; 2a +  , với b a b∈, Tính giá trị của T a b= +

Lời giải Chọn D

1

t

= ++ trên đoạn 1; 2

Câu 39: Cho hàm số y  f x  có đạo hàm f x' 3x2 6x   1, x R Có tất cả bao nhiêu giá

trị nguyên thuộc khoảng 50;50 của tham số m để hàm số

g x  f x  m x nghịch biến trên khoảng  0;2 ?

Lời giải Chọn A

Nhìn bảng biến thiên suy ra điều kiện để ( )* xảy ra là: m≥24

Do m Z∈ , thuộc khoảng 50;50 nên m 24;50∈[ )và m Z∈ hay

m∈ 24,25, ,49

Vậy có 26 số nguyên m thỏa mãn

Dạng toán 11 Biết biểu thức hàm số y f x= ′( ) xét tính đơn điệu của hàm số y g x= ( )= f u x( ( ) )

trong bài toán không chứa tham số

( ) ( 2)

A (−1;1) B ( )0;2 C (−∞ −; 1) D (2;+∞ )

Lời giải Chọn C

x x x

 =



+

• Vậy hàm số g x nghịch biến trên các khoảng ( ) 1 5

2 2;

  và (−∞ −; 1)

Hàm số y g x= ( )= f x( )2 nghịch biến trên khoảng

A (−∞ −; 1) B (−1;0) C ( )0;1 D ( )1;3

Lời giải Chọn B

00

x

f ' x g' x

• Vậy hàm số y g x= ( )= f x( )2 nghịch biến trên các khoảng (−∞ −; 2), (−1 0; ) và ( )1 2;

Dạng toán 12 Biết biểu thức hàm số y f x= ′( ) xét tính đơn điệu của hàm số y g x= ( )= f u x( ( ) )

trong bài toán chứa tham số

nguyên âm của tham số m để hàm số g x( )= f x( 2+ −x 2) đồng biến trên khoảng (1;+∞ )

là

A 7 B 5 C 4 D 3.

Lời giải Chọn C

Mà m nguyên âm nên m∈ − − − − Vậy có { 4; 3; 2; 1} 4 giá trị mthỏa mãn bài toán

Ta có: ( )

( 3 )2 2

11

x

x x

x

x x

Ta có: f x′( )≤ ⇔0 (x+1)(x−1)(x−4 0)≤ ⇔ 1

x x

12

Căn cứ bảng biến thiên suy ra: Điều kiện ( )2 không có nghiệm m thỏa mãn

Điều kiện ( )1 ⇔ − ≤ −m 1 ⇔ m ≥1,kết hợp điều kiện m <2019 suy ra có 2018 giá trị

m thỏa mãn yêu cầu bài toán

Nhận xét: Có thể mở rộng bài toán đã nêu như sau:

Cho hàm số f x( ) có đạo hàm f x′( ) (= x+1)(x−1)(x−4 ;) ∀ ∈ x Có bao nhiêu số nguyên m <2019 để hàm số ( ) 2 ( )

Xét h x( )=x2−8x m+

Ta có h x′( )=2 8x−

Lập bảng biến thiên của h x( )=x2−8x m+ , ta được

Dựa vào bảng biến thiên:

+ (2) vô nghiệm vì x2−8x m m+ ≥ −16,∀ ∈x (4;+∞)

+ ( )1 ⇔ −m 16 2≥ ⇔ ≥m 18

Theo giả thiết thì m ≤20 và m là số nguyên nên m∈{18;19;20} Chọn B

nhiêu số nguyên dương m để hàm số g x( )= f(3−x) đồng biến trên khoảng (3;+∞)?

Lời giải Chọn B

Từ giả thiết suy ra f′ − = −(3 x) (3 x)(2−x) [(32 −x)2+m(3− +x) 9]

(3 ) 9 ( 3)

Câu 47: Cho hàm số f x có đạo hàm trên ( )  là f x′( ) (= −x 1)(x+ Có bao nhiêu giá trị 3)

nguyên của tham số m thuộc đoạn [−10;20] để hàm số y f x= ( 2+3x m− ) đồng biến trên khoảng ( )0;2 ?

Lời giải Chọn A

y g x= = f u x +h x trong bài toán không chứa tham số

Xét y′ <0⇔ −3(x−2)(x+2)(x+ <5 0) 5 2

2

x x

− < < −



⇔  >

Vậy hàm số y=3f x( + − +3) x3 12x nghịch biến trên các khoảng (− −5; 2) và (2;+ ∞ )

( ) (1 )( 2) ( ) 1

f x′ = −x x+ g x + trong đó g x( )< ∀ ∈  Hàm số 0, x y f= (1− + +x x) 2nghịch biến trên các khoảng nào?

A (1;+∞ ) B ( )0;3 C (−∞;3) D (3;+∞ )

Lời giải Chọn D

Vậy hàm số y f= (1− + +x x) 2 nghịch biến trên các khoảng (−∞;0) và (3;+∞ )

số y f= (3− +x) 2x+2019 đồng biến trên khoảng nào trong các khoảng sau?

A Hàm số g x nghịch biến trên khoảng ( ) (− −2 ; 1)

B Hàm số g x có hai điểm cực tiểu ( )

C Hàm số g x đạt cực đại tại ( ) x = 0

D Hàm số g x đồng biến trên khoảng ( ) (2 ;+∞ )

Lời giải Chọn D

x x

Ta có bảng biến thiên của hàm số g x như sau: ( )

Qua bảng biến thiên ta có phương án D là phương án đúng

Hàm số y=3f x( + − +2) x3 3x đồng biến trên khoảng nào dưới đây?

A (1;+∞ ) B (−∞ −; 1) C (−1;0) D ( )0;2

Lời giải Chọn C

y g x= = f u x +h x trong bài toán chứa tham số

nguyên của tham số m thuộc đoạn [−10;20] để hàm số g x( )= f x( 2+3x m m− )+ 2+1

đồng biến trên ( )0;2 ?

Lời giải Chọn C

( ) ( )

  Có 18 giá trị của tham số m

Vậy có 18 giá trị của tham số m cần tìm

tham số m trong đoạn [−2019;2019] để hàm số y g x= ( )= f ( )lnx mx− 2 +mx−2 nghịch biến trên ( )1;e2

A 2018 B 2019.

C 2020 D 2021

Lời giải Chọn B

suy ra m ≥ Vậy có 2019 giá trị nguyên của 1 m thỏa bài toán

Giá trị của tham số m để hàm số = ( ) (= − )+

11

Điều kiện: x2+mx m+ 2+ ≠1 0 (luôn đúng vì + + + = +  + + >

Câu 56: Cho hàm số y f x= ( ) có đạo hàm ( ) 2 2

+ , x∀ ∈  Có bao nhiêu số nguyên m

thuộc khoảng (−20;20) để hàm số g x( )= f x( + −1) mx+1 đồng biến trên  ?

Lời giải Chọn C

Ta có y g x= ( )= f x( + −2) mx Suy ra g x'( )= f x'( + −2) m

Để hàm số y g x= ( )đồng biến ∀ ∈ −x ( 1;2) thì g x'( )≥ ∀ ∈ −0 x ( 1;2)

Hay f x'( +2)≥m ∀ ∈ −x ( 1;2)⇔ m f x≤ '( +2) ∀ ∈ −x ( 1;2)⇔ m x x≤ ( +3)∀ ∈ −x ( 1;2)

Dựa vào bảng biến thiên ta thấy 9

4

Câu 58: Cho hàm số y f x= ( ) có đạo hàm f x'( )= −1 x2 Có bao nhiêu giá trị nguyên dương của

NHÓM TOÁN VD – VDC Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán xét tính đơn điệu của hàm số

Dạng toán 16 Biết biểu thức của hàm số y f x= ′( ), xét tính đơn điệu của hàm số

( ) ( ( ) ) ( ( ) ) ( )

Dạng toán 17 Biết biểu thức hàm số y f x= ′( ) xét tính đơn điệu của hàm số

( ) ( ( ) ) k

y g x= = f u x  trong bài toán không chứa tham số

số y g x= ( )=f x x(2 − 2)2019 đồng biến trên khoảng nào trong các khoảng sau đây?

A (1− 3;1+ 3) B (3;+∞ ) C (1;+∞ ) D (−1;3)

Lời giải Chọn B

NHÓM TOÁN VD – VDC Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán xét tính đơn điệu của hàm số

y g x= = f u x  trong bài toán chứa tham số

Dạng toán 19 Biết biểu thức hàm số y f u x= ′( ( ) ) xét tính đơn điệu của hàm số y f x= ( ) trong

bài toán không chứa tham số

2

f′ − + x = x − x+

  Hàm số y= f x( ) nghịch biến trên khoảng nào sau đây

1 1

2 -5

f'(x)

2 0

g'(x)

NHÓM TOÁN VD – VDC Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán xét tính đơn điệu của hàm số

A (1;+ ∞) B ( )0;3 C ( ;3)−∞ D (4;+ ∞ )

Lời giải Chọn D

Vậy hàm số đã cho nghịch biến trên khoảng (4;+ ∞).

NHÓM TOÁN VD – VDC Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán xét tính đơn điệu của hàm số

vẽ Hàm số y f x= ( ) nghịch trên khoảng nào?

(α β; ) Khi đó giá trị lớn nhất của β α− là:

Lời giải Chọn D

NHÓM TOÁN VD – VDC Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán xét tính đơn điệu của hàm số

Đặt x= −2 t ta có y f= (2−t)⇒ = −y′ f′(2−t)

( )

y′> ⇔ f′ − <t ⇔ < <2 t 4 hay Khi đó f x′( )>0 ⇔ < − < ⇔ − < <2 2 x 4 2 x 0

Vậy hàm số đồng biến trong khoảng (−2;0)

Dạng toán 20 Biết biểu thức hàm số y f u x= ′( ( ) ) xét tính đơn điệu của hàm số y f x= ( ) trong

bài toán chứa tham số

với mọi Có bao nhiêu số nguyên dương để hàm số f x đồng biến trên khoảng ( ) (−∞ −; 1)

Lời giải Chọn B

NHÓM TOÁN VD – VDC Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán xét tính đơn điệu của hàm số

Hàm số f x đồng biến trên khoảng ( ) (−∞ −; 1) khi và chỉ khi f x'( )≥ ∀ ∈ −∞ −0, x ( ; 1)

(Dấu “ ” chỉ xảy ra tại hữu hạn điểm )

Vậy có giá trị của thỏa mãn

Dạng toán 21 Biết biểu thức của hàm số y f x= ′( ), xét tính đơn điệu của hàm số y g x f x= ( ) ( )

trong bài toán không chứa tham số.

Dạng toán 22 Biết biểu thức của hàm số y f x= ′( ), xét tính đơn điệu của hàm số y g x f x= ( ) ( )

trong bài toán chứa tham số.

Dạng toán 23 Biết biểu thức của hàm số y f x= ′( ), xét tính đơn điệu của hàm số y g x f x= ( ) ( )

trong bài toán không chứa tham số

Dạng toán 24 Biết biểu thức của hàm số y f x= ′( ), xét tính đơn điệu của hàm số y g x f x= ( ) ( )

trong bài toán chứa tham số

Dạng toán 25 Biết biểu thức của hàm số y f x= ′( ), xét tính đơn điệu của hàm số ( )

( )

g x y

f x

( ) ( )

f x y

g x

= trong bài toán không chứa tham số

Dạng toán 26 Biết biểu thức của hàm số y f x= ′( ), xét tính đơn điệu của hàm số ( )

( )

g x y

f x

( ) ( )

f x y

NHÓM TOÁN VD – VDC Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán xét tính đơn điệu của hàm số

trong bài toán không chứa tham số

dưới

Hàm số g x( )=2f x x( )− 2 đồng biến trên khoảng nào trong các khoảng sau đây?

A (−∞ −; 2) B (−2;2) C ( )2;4 D (2;+∞ )

Lời giải Chọn B

Ta có g x′( )=2f x′( )−2x⇒g x′( )= ⇔0 f x′( )=x

Số nghiệm của phương trình g x′( )=0 chính là số giao điểm của đồ thị hàm số y f x= ′( )

và đường thẳng d y x: = (như hình vẽ bên dưới)

NHÓM TOÁN VD – VDC Các dạng toán về hàm ẩn liên quan đến bài toán xét tính đơn điệu của hàm số