* Dạng toán 1 là trường hợp đặc biệt của dạng toán 2 khi đường cong gx=0 2/ Theå tích cuûa moät vaät theå troøn xoay Thể tích của vật thể tròn xoay sinh ra khi hình phẳng giới hạn bởi đư[r]
Trang 1KHẢO SÁT HÀM SỐ
A/ TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I Đạo hàm :
Qui tắc tính đạo hàm :
(u1 u 2 … u n)’ = u1’ u 2‘ … u n‘
(uv)’ = u’v + uv’
(uvw)’ = u’vw + uv’w + uvw’
(ku)’ = ku’
( ) 'u u v uv' 2 '
Bảng đạo hàm :
(C)’ = 0 (C : hằng số )
(x)’ = 1
(sinx)’ = cosx
(cosx)’ = – sinx
(ex)’ = ex
(ax)’ = axlna
(sinu)’ = u’cosu (cosu)’ = – u’sinu
(eu)’ = u’eu
(au)’ = aulna.u’
II Sự đơn điệu của hàm số :
Định lí : Cho hàm số y = f(x) có đạo hàm và liên tục trên K.
+ Nếu f’(x) > 0, x K thì hàm số f(x) đồng biến trên K
+ Nếu f’(x) < 0, x K thì hàm số f(x) nghịch biến trên K
Chú ý : Giả sử hàm số y = f(x) có đạo hàm trên K Nếu f’(x) 0 ( f’(x) 0 ), x K và f’(x) = 0 chỉ xãy ra tại một số hữu hạn điểm thì hàm số đồng biến ( nghịch biến ) trên K
Qui tắc tìm các khoảng đơn điệu :
1/ Tìm t xác định
2/ Tính đạo hàm f ' x( )
3/ Lập bảng biến thiên rồi kết luận
Chú ý :
yax bx cxd
+ Đồng biến trên R
'
0 0
y
a
2
'
1 1
x
x
x
x
2
1 )'
1
)'
(x x
2
'
' 1
u
u u
u
u u
2
' )'
' )' (u u 1u
2 2
1
cos
x
2 2
1
sin
x
2
'
sin
u
u
2 2
'
cos
u
u
x
x)' 1
a x
x
a
ln
1 )'
u
u
u)' '
a u
u u
a
ln
' )'
Trang 2+ Nghịch biến trên R
'
0 0
y
a
cx d
'
)
(
a b
c d a d c b y
cx d cx d
+ Đồng biến trên các khoảng xác định khi ad – cb > 0
+ Nghịch biến trên các khoảng xác định khi ad – cb < 0
III Cực đại và cực tiểu
1/.Điều kiện cần : Nếu hàm số y f (x) có đạo hàm tại x0 và đạt cực trị tại điểm này thì f'(x0)0
2/.Điều kiện đủ :
D 1: Giả sử hs y f (x) xác định tại điểm x0
1 Nếu đạo hàm f ' x( )đổi dấu từ dương sang âm khi x đi qua x0 thì x0 là điểm cực đại
2 Nếu đạo hàm f ' x( )đổi dấu từ âm sang dương khi x đi qua x0 thì x0 là điểm cực tiểu
D 2: Giả sử hs y f (x)có đạo hàm liên tục tới cấp hai tại x0 và f'(x0)0, f"(x0)0
thì x0 là điểm cực trị
1 Nếu f"(x0)0thì x0 là điểm cực tiểu
2 Nếu f"(x0)0 thì x0 là điểm cực đại
Chú ý :
* Cách tìm tham số để hàm số y = f(x) đạt CĐ (hoặc CT) tại điểm x = x0 :
- Cách 1: + Tìm f’(x)
+ Giải f’(x0) = 0 tìm tham số
+ Thử lại tham số nào thoả đề bài thì nhận
- Cách 2: dùng dấu hiệu 2
* Hàm số yax3bx2cxd:
+ Có cực trị (có 2 cực trị)
'
0 0
y
a
+ Không có cực trị
'
0 0
y
a
* Hàm số yax4bx2c:
+ Có 1 cực trị y’ = 0 có 1 nghiệm
+ Có 3 cực trị y’ = 0 có 3 nghiệm
IV Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số y = f(x) :
Phương pháp :
1/ Trên (a;b) ( f(x) xác định trên (a;b))
Tính đạo hàm f ' x( )
Lập bảng biến thiên trên (a ; b) , dựa vào bảng biến thiên kết luận
2/ Trên [a ; b] ( f(x) xác định trên [a ; b])
Tính đạo hàm , f ' x( )tìm các điểm tới hạn x x x1, 2, 3, x n a b; (f’(xi) (i=1,2 , …, n) bằng 0 hoặc không xác định)
Tính giá trị f(a), f(x1), f(x2), f(x3) ; f(x n), f(b)
Tìm số lớn nhất M và số nhỏ nhất m trong các giá trị trên rồi kết luận
và
a b
M x f
;
) (
a b
m x f
;
) (
Trang 3V Tiệm cận : Cho hàm số y = f(x) có đồ thị (C)
0
lim ( )
x x
f x
0
lim ( )
x x
f x
0
lim ( )
x x
f x
0
lim ( )
x x
f x
đường thẳng d: x = x0 là tiệm cận đứng của đồ thị (C)
2 Tiệm cận ngang: Nếu lim ( )= y0 hoặc = y0 thì đường thẳng d: y = y0 là tiệm cận ngang
x
f x
x
f x
của đồ thị (C)
Chú yù : Hàm số y = (c 0, a.d – c.b 0)
d cx
b ax
+ lim
x
a y c
y alà TCN
c
( )
lim
d x
c
ad cb y
ad cb
lim
d x c
ad cb y
ad cb
x d là TCĐ
c
Các bước khảo sát hàm số :
1 Tìm tập xác định
2 Chiều biến thiên :
* Tìm y’, y’= 0 nghiệm ( nếu có)
* Lập bảng biến thiên
Kết luận các khoảng tăng, giảm, cực trị của hàm số
3 Tìm các giới hạn tại vô cực, các giới hạn vô cực (điền lên BBT) và tiệm cận (nếu có)
4 Vẽ đồ thị :
* Tìm các điểm đặc biệt : CĐ, CT, giao điểm với các trục toạ độ (nếu được), …
* Dựa vào BBT vẽ đồ thị
Các hàm số cơ bản:
1/ Hàm số b ba y= ax 3 + bx 2 + cx + d (a 0)
* Tập xác định : D=R
* y’= 3ax2+2bx + c
+ Nếu y’ = 0 có hai nghiệm x1,x2 hàm số có hai cực trị
+ Nếu y’ = 0 vô nghiệm hoặc có nghiêm kép hàm số không có cực trị
* Gi :
lim ( 0)
x
a y
a
Trang 4
* Bảng biến thiên và dạng đồ thị :
Đồ thị nhận điểm uốn I(x0;y0) làm tâm đối xứng (x0 là nghiệm của y”)
a > 0 và
y’ = 0
có 2
nghiệm
p/biệt
x - x1 x2 +
y’ + 0 – 0 +
y CĐ +
- CT
CĐ B I A CT a < 0 và y’ = 0 có 2 nghiệm p/biệt x - x1 x2 +
y’ – 0 + 0 –
y + CĐ CT -
CĐ A I B CT a > 0 và y’ = 0 có nghiệm kép x - x0 +
y’ + 0 +
y +
-
A
I B
a < 0 và y’ = 0 có nghiệm kép x - x0 +
y’ – 0 –
y +
-
A I B a > 0 và y’ = 0 vô nghiệm x - +
y’ +
y +
-
A
I B
a < 0 và y’ = 0 vô nghiệm x - +
y’
y +
-
A
I
B
2/ Hàm số trùng phương y = ax 4 +bx 2 +c (a0)
* Tập xác định : D=R
* y’= 4ax3+2bx=2x(2ax2+b)
y’ = 0 2
0 2
x b x a
+ a.b < 0 y’= 0 có 3 nghiệm hàm số có 3 cực trị
+ a.b 0 y’= 0 có 1 nghiệm hàm số có 1 cực trị
* Gi : lim ( 0)
x
a y
a
* Bảng biến thiên và dạng đồ thị :
Đồ thị nhận trục Oy làm trục đối xứng
Trang 5Bảng biến thiên Dạng đồ thị
a > 0 và
y’ = 0 có 3
nghiệm
x - x1 0 x2 +
y’ – 0 + 0 – 0 +
y + CĐ +
CT1 CT2 a < 0 và y’ = 0 có 3 nghiệm x - x1 0 x2 +
y’ + 0 – 0 + 0 –
y CĐ1 CĐ2
- CT -
a > 0 và y’ = 0 có 1 nghiệm x - 0 +
y’ – 0 +
y + +
CT
a < 0 và y’ = 0 có 1 nghiệm x - 0 +
y’ + 0 –
y CĐ
- -
3/ Hàm số y = (c 0 ; a.d - c.b 0) d cx b ax * Tập xác định : D R\ d c * y’= 2 . .2
( )
( ) a b c d a d c b cx d cx d + a.d - c.b < 0 thì hàm số đồng biến + a.d – c.b < 0 thì hàm số nghịch biến * Giới hạn, tiệm cận : + lim là TCN x a a y y c c + ;
( )
lim
d x c
ad cb y
ad cb
lim
d x c
ad cb y
ad cb
x d là TCĐ
c
* Bảng biến thiên và dạng đồ thị : Đồ thị nhận I( d a; )làm tâm đối xứng
c c
CT 1
y CĐ
y
B A
O
CĐ 2
CĐ 1
CT
O
y
CĐ
O
y
CT
Trang 6Bảng biến thiên Dạng đồ thị
ad – cb
> 0
x - d +
c
y’ + +
y + a
c
a -
c
ad – cb
< 0
x - d +
c
y’ – –
y + a
c
- a
c
VII CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN KHẢO SÁT
1/ Sự tương giao của đường cong
Bài toán : Cho hàm số y f (x) có đồ thi (C) và hàm số y g (x)có đồ thị là (C’) Hãy biện luận (hoặc tìm giao điểm ) của hai đường cong trên
Cách giải :
Phương trình hoành độ giao điểm của hai đường cong là :f(x) g(x) (*)
Số giao điểm của hai đường cong (C) và (C’) chính là số nghiệm của phương trình (*)
Biện luận
1 Nếu phương trình (*) vô nghiệm thì (C)(C')
2 Nếu phương trình (*) có n ngiệm thì (C) và (C’) có n điểm chung
Chú ý : Nghiệm kép xem như là một ( điểm chung là điểm tiếp xúc)
2/ Dùng đồ thị biện luận nghiệm phương trình
Bài toán : Cho phương trình f(x;m)0(*)(m là tham số).Hãy dùng đồ thị (C) :y f (x)biện luận theo m nghiệm phương trình (*)
Cách giải :
Biến đổi phương trình (*) f x( )g m( )(*a)
Số nghiệm của phương trình (*a) chính là giao điểm của (C) : y f (x) và d:yg (m) (là đường thẳng song hoặc trùng Ox)
Biện luận : Dựa vào đồ thị + d( )C pt (*) vô nghiệm + d(C)n điểm phương trình (*) có n ngiệm
3/.Viết phương trình tiếp tuyến
Bài toán : Cho hàm số y f (x)có đồ thị (C) Hãy viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị (C)
Cách giải :
* PTTT có dng : y -y0 = f’(x0)(x-x0)
( y0 = f(x0) , M0 (x0 ,y0) : tiếp điểm, f’(x0 ) : hệ số góc của tiếp tuyến )
* Dựa vào đề tìm x0, y0 , f’(x0) thay vào PTTT rồi rút gọn
Chú ý :
*Nếu biết y0 = pthì giải phương trình f(x0) = p tìm x0
TCN
TCĐ I
TCN TCĐ
I
Trang 7* N%u bi%t h& s' góc k thì giải phương trình f’(x0) = k tìm x0 + Tiếp tuyến song song đường thẳng y = kx + b thì f'(x0)k
+ Tiếp tuyến vuông góc đường thẳng y = kx + b thì f x'( )0 1
k
B/ BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1: Khảo sát các hàm số sau:
x
2
1 3
3 yx3 3x2 3x2 4 yx3 x2 x1
2
2
x
y
1
1 2
x
x y
2 2
5 3
x
x y
x
x y
3 1
1 2
2x x
2
y yx4 x2 2
Bài 2 : Cho hàm số y x 3x có đồ thị (C)
4
1 3
1 Khảo sát hàm số
2 Tính diện tích hình phẳng của(C) và Ox
3 Dùng đồ thị (C) biện luận theo m nghiệm của phương trình x3 12x4m0
4 Viết phương trình tiếp tuyến với (C) biết tiếp tuyến song song với đường thẳng y= 9x
5 Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của y = sin x sinx trên
4
2
; 6
6 Đường thẳng d đi qua góc toạ độ có hệ số góc k Tìm k để d cắt đồ thị (C) tại 3 điểm phân biệt
Bài 3: cho hàm số y= x3 + 3x2 + mx +m – 2 ; m là tham số ; có đồ thị (Cm)
1 Khảo sát và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 3
2 Gọi A là giao điểm của (C) và Oy Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại A và tính diện tích hình phẳng giới hạn của (C) và tiếp tuyến
3 Tìm m để hàm số đồng biến trên tập xác định
4 Tìm m để hàm số nhận x0= -2 làm điểm cực đại
5 Tìm m để đồ thị nhận I(-1,0) làm điểm uốn
6 Tìm m để hàm số có điểm cực đại , cực tiểu , viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực trị
Bài 4: Cho hàm số y = x3 – 6x2 + 9x –1 có đồ thị ( C)
1 Khảo sát hàm số
2 Biện luận theo m số giao điểm của (C) và đường thẳng y = – m + 1
3 Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị ( C ) và đừong thẳng y = 3
4 Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm có hoành độ bằng – 2
Bài 5: Cho hàm số 2 4 có đồ thị (C)
y
1 Khảo sát hàm số
2 Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại giao điểm của (C) và trục Ox
3 Tính diện tích hình phẳng giới hạn bỡi đồ thị (C) và trục Ox
4 Dùng đồ thị biện luận theo m số nghiệm phương trình x4 2x2 m10
5 Tính thể tích của vật thể tròn xoay tạo ra khi hình phẳng (H) giới hạn bỡi (C) và Ox quay quanh Ox
Bài 6: Cho hàm số y(m1)x4 4mx2 2; m là tham số, có đồ thị (Cm)
Trang 81 Khảo sát và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m =1.
2 Viết hương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm có tung độ bằng 2
3 Tính diện tích hình phẳng giới hạn bỡi đồ thị (C) và đường thẳng y=2
4 Biện luận theo m số cực trị của hàm số
5 Định m để đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại 4 điểm phân biệt
Bài 7: Cho hàm số y x4 2(m1)x2 2m1 (Cm)
1 Khảo sát hàm số khi m = 0 (có đồ thị (C))
2 Dựa vào (C) tìm a để phương trình 4 2 có bốn nghiệm hân biệt
x x a
3 Tìm m để đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại 4 điểm
Bài 8: Cho hàm số có đồ thị (C)
x
x y
2 3
1 Khảo sát hàm số ( C)
2 Viết hương trình tiếp tuyến của (C) Biết tiếp tuyến vuông góc với đường thẳng 4x +
y -3 = 0
3 Tính diện tích hình phẳng giới hạn (C) và đồ thị
2
3
x y
4 Chứng minh rằng với mọi m đường thẳng y = x +m luôn cắt (C) tại 2 điểm phân biệt
2
3 )
1 (
mx
m x m
1 Tìm m để đồ thị (Cm) đi qua M(0; ),khảo sát với m tìm được (có đồ thị (C))
2 5
2 Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại giao điểm của (C) và trục hoành
3 Tính thể tích của vật thể tròn xoay khi xoay quanh trục ox hình phẳng (H) giới hạn bởi (C),
Ox, Oy và đường thẳng x=1
4 Đường thẳng (D) đi qua A(0;1) có hệ số góc k Tìm k để đường thẳng (D) cắt đồ thị (C) tại hai điểm phân biệt
Bài 10: Cho hàm số y= có đồ thị (C)
1
1
x x
1 Khảo sát hàm số
2 Viết phương trình tiếp tuyến của (C) Biết hệ số góc của tiếp tuyến bằng 8
3 Tính diện tích hình phẳng giới hạn bỡi (C) và hai trục tọa độ
Bài 12: Cho hàm số y= Chứng minh hàm số luôn có cực đại ; cực tiểu với mọi m
m x
m mx x
2
và ycực đại + ycực tiểu = 0
Bài 13: Tìm m để hàm số y x2 mx 1 đạt cực tiểu tại x = 2
x m
Bài 14: Tìm GTLN và GTNN của hàm số :
1
y
x
1 1;
2
2
y x x
( ) 2 sin sin
3
f x x x 0;
Trang 9II
HÀM ! HÀM
VÀ HÀM LÔGARIT
I – LÍ "/012" VÀ CÁC 6789 BÀI ";<
Bài toán 1: Dùng công
an =
n
a
1
; a0 = 1 ;
m m n n
a a ( m; n nguyên ABC , n > 1)
Các quy x.ay = ax+y ,(a.b)x =ax.bx ,
x
a y a
x x
x
, x y y x x.y
Hàm ' K : y = x
a L a > 0 ; a 1
"MN : D = R MGT : (0; + )
+ a > 1 ; h/s RS I% : x1 < x2 x1
a <a x2
+ 0 < a < 1 ; h/s U I% : x1 < x2 a x1 > a x2
aloga x = x ; log
a a x = x ; loga1 = 0 ; logaa = 1
Các qui
loga(B.C) = logaB + logaC; loga B
C
= logaB logaC ;loga B
=
logaB
Công
logca.logab = log bc
log ba
log ac
; 0 < a, b 1 : logab = 1
log a b
logc b
Chú ý : log10x = log x ; logex = ln x
Hàm ' Logarit: y = logax L a > 0 ; a 1
"MN : D = (0 ; + ) MGT : R
+ a > 1 ; h/s RS I% : x1 > x2 > 0 logax1 > logax2
+ 0 < a < 1;h/s ngh I% x1 > x2 > 0 logax1 <logax2
Bài toán 2: Tính
s(ex)’ = ex > ( eu)’ = u’.eu ; ( ax)’= ax.lna > ( au)’ = u’.au.lna
(lnx)’= 1
x
x (0;+) > (lnu)’ = u
u
; (logax)’= 1
x ln a
> (logau )’ = u
u ln a
Bài toán3: , ?@A(, trình 2 và logarit :
6 C I^
f (x)
a = ag(x) f(x) = g(x)
v(x)
u = 1 ( u 1 ).v(x) = 0 ( trong Ró u có chZa I% )
f (x)
a = b ( L b > 0 ) f(x) = logab
logaf(x) = logag(x) f (x) 0 g(x) 0
f (x) g(x)
0 a 1
b a
logu(x)v(x) = b
v(x) 0 ; u(x) 0 ; u(x) 1
b v(x) u(x)
2f (x)
a + f (x)
a + = 0 ; f (x)
a , Nb t > 0 b f (x)
a + b f (x)
a + = 0 ; f (x)
a , Nb t > 0
V
Trang 10 f (x)
a + f (x)
b + = 0 và a.b = 1; f (x)
a ;1
t
= bf (x)
2f (x)
a.b + 2f (x)
b = 0 ;
f (x) a b
Logarit hố hai L% :
Bài tốn4: $ ?@A(, trình 2 và logarit
6 C I^ :
1) af (x)> ag(x) f (x) g(x) khi a 1
f (x) g(x) khi 0 a 1
2) af (x) > b 8%> b 0 cĩ & x
8%> b > 0 f(x) > logab %> a > 1 f(x) < logab %> 0 < a < 1 3) af (x) < b 8%> b 0 thì pt vơ &
8%> b > 0 ; f(x) < logab %> a > 1 f(x) > logab %> 0 < a < 1
logaf(x) > logag(x) Nb f(x) > 0 ; g(x) > 0 ; 0 < a 1
(a1)[ f(x) g(x) ] > 0
logaf(x) > b * 8%> a > 1 : bpt là f(x) > a b
* 8%> 0 < a < 1 bpt là 0 < f(x) < a b
logaf(x) < b * 8%> a > 1 : bpt là 0 < f(x) < a b
* 8%> 0 < a < 1 bpt là f(x) > a b
v(x)
u(x) > 1 u(x) > 0 và [ u(x) 1 ].v(x) > 0
u(x)v(x)< 1 u(x) > 0 và [ u(x) 1 ].v(x) < 0
L
C
1) f (x)> (a1)(f(x) g(x)) > 0
a ag(x)
2) log f(x) > log g(x) (a1)(f(x) g(x)) > 0.a a
*) Khi
trên
*)
II BÀI TẬP
1 Giải các phương trình
1
5 7 2 (1, 5)
3
x x
5
x
(0, 5)x (0, 5) x 2
0,125.4
8
x x
Đs: a) x=1 b) 2 c) x = -2 d) x = 0 hoặc x = 3 e) x = 9 f) x=6 g)x= -2,x=3
3
x
2 Giải các phương trình mũ:
2x 2x 2x28 d) 64x 8x 560 e) 3.4x2.6x 9x f) 25x6.5x 5 0 Đs: x=0, x=1
5x 5x 26 Đs: a) x =2; b) x = 2 c) x = 3 d) x = 1; e) x = 0 g) x = 0, x = log 23 h) x0
3 Giải các phương trình logarit
... > 0.a a*) Khi
trên
*)
II BÀI TẬP
1 Giải phương trình
1
5 7...
(0, 5)x (0, 5) x 2
0 ,125 .4
8
x x