TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 CHUYÊN ĐỀ 1: TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ I.Kiến thức cơ bản: 1. Định lý: )(0)(* / xfDxxf đồng biến trên D. )(0)(* / xfDxxf nghịch biến trên D. 2. Định lý mở rộng: Dxxf 0)(* / và 0)(/ xf tại một số hữu hạn điểm )(xf đồng biến trên D. Dxxf 0)(* / và 0)(/ xf tại một số hữu hạn điểm )(xf nghịch biến trên D. 3. Chú ý: baxxf ;0)(* / và f(x) liên tục trên ba; )(xf đồng biến trên ba; . baxxf ;0)(* / và f(x) liên tục trên ba; )(xf nghịch biến trên ba; . 4. Điều kiện không đổi dấu trên R: Cho )0()( 2 acbxaxxf . 0 0 0)(* a Rxxf 0 0 0)(* a Rxxf 0 0 0)(* a Rxxf 0 0 0)(* a Rxxf II. Các dạng toán: 1. Tìm điều kiện để hàm số đơn điệu trên khoảng, đoạn cho trước: Phương pháp: * Tính y/ . * Cho y/ = 0. Có các cách sau Cách 1. ( Nếu ta tìm được nghiệm của y/ ) + Lập bảng biến thiên. + Dựa vào bảng biến thiên để xác định điều kiện bài toán. Cách 2. ( Nếu ta rút ra được y/ = 0 về dạng g(x) = h(m)) + Xét sự biến thiên của g(x). + Dựa vào bảng biến thiên để xác định điều kiện bài toán. Cách 3. ( Không làm được như hai cách trên ) + Lập bảng biến thiên dưới dạng tổng quát. + Dựa vào bảng biến thiên để xác định điều kiện bài toán. Ví dụ 1. Cho hàm số 3 21 1 2 1 6 3 y x m x m x a. Xác định m để hàm số đồng biến trên R. b. Xác định m để hàm số đồng biến trên ;2 c. Xác định m để hàm số nghịch biến trên 1;3 Giải: TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 a. Tập xác định: D = R. 12122/ mxmxy Hàm số đồng biến trên R 0 0 0 / / aRxy 0 00 01 2 m m Rm m b. Tập xác định: D = R. 12122/ mxmxy / 2 1 0 2 1 2 1 0 2 1 x y x m x m x m * Trường hợp 1: 2 1 1 0m m . Ta có bảng biến thiên: x 1 y/ + 0 + y 3 1 Suy ra hàm số đồng biến trên R nên đồng biến trên ;2 . Do đó m = 0 thỏa mãn. * Trường hợp 2 : 0112 mm . Ta có bảng biến thiên: x 1 2m+1 y/ + 0 - 0 + y(1) y y(2m+1) Dựa vào bảng biến thiên ta thấy hàm số đồng biến trên ;2 2 1212 mm ( thỏa đk m>0) * Trường hợp 3 : 0112 mm . Ta có bảng biến thiên: x 2m+1 1 y/ + 0 - 0 + y(2m+1) y y(1) TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 Dựa vào bảng biến thiên ta thấy không có giá trị nào của m để hàm số đồng biến trên ;2 Vậy hàm số đồng biến trên ;2 khi m = 0 hoặc 2 1 m c. Tập xác định: D = R. 12122/ mxmxy 12 1 012120 2/ mx x mxmxy * Trường hợp 1: 0112 mm . Ta có bảng biến thiên: x 1 y/ + 0 + y 3 1 Suy ra hàm số đồng biến trên R nên không nghịch biến trên 1;3 Do đó m = 0 không thỏa mãn. * Trường hợp 2 : 0112 mm . Ta có bảng biến thiên: x 1 2m+1 y/ + 0 - 0 + y(1) y y(2m+1) Dựa vào bảng biến thiên ta thấy không có giá trị nào của m để hàm số nghịch biến trên 1;3 * Trường hợp 3 : 0112 mm . Ta có bảng biến thiên: x 2m+1 1 y/ + 0 - 0 + y(2m+1) y y(1) Dựa vào bảng biến thiên ta thấy hàm số nghịch biến trên 1;3 2312 mm ( Thỏa mãn điều kiện m <0 ) Vậy 2m hàm số nghịch biến trên 1;3 TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 Ví dụ 2. Cho hàm số 102 3 1 23 mxxxy a. Xác định m để hàm số đồng biến trên R. b. Xác định m để hàm số đồng biến trên ;0 c. Xác định m để hàm số đồng biến trên 1; d. Xác định m để hàm số nghịch biến trên đoạn có độ dài bằng 1. Giải: a. Tập xác định: D = R. mxxy 42/ Hàm số đồng biến trên R 0 0 0 / / aRxy 4 404 01 m m Rm m b. * Tập xác định: D = R. mxxy 42/ * Hàm số đồng biến trên ;0 ;00/ xy ;04;004 22 xmxxxmxx * Xét hàm số xxxf 4)( 2 trên ;0 Ta có 42)(/ xxf 20)(/ xxf (loại) Ta có bảng biến thiên: x 0 f/(x) + f(x) 0 Dựa vào bảng biến thiên ta thấy YCBT 0 m Vậy 0m hàm số đồng biến trên ;0 . c. * Tập xác định: D = R. mxxy 42/ * Hàm số đồng biến trên 1; 1;0/ xy 1;41;04 22 xmxxxmxx * Xét hàm số xxxf 4)( 2 trên 1; Ta có 42)(/ xxf TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 20)(/ xxf ( nhận ) Ta có bảng biến thiên: x -2 1 f/(x) - 0 + f(x) -4 5 Dựa vào bảng biến thiên ta thấy YCBT 4 m d. * Tập xác định: D = R. mxxy 42/ / 20 4 0y x x m Hàm số nghịch biến trên đoạn có độ dài bằng 1 phương trình 0ý có hai nghiệm phân biệt 21 , xx sao cho 121 xx 14 4 12 04 1 0 21 2 2121 2 2 2 1 2 21 / xxxx m xxxx m xx 4 3 4 3 4 1)(42 4 2 m m m m m Vậy 4 3 m thỏa mãn điều kiện bài toán. Ví dụ 3. Cho hàm số 11223 xmxxy a. Xác định m để hàm số đồng biến trên R. b. Xác định m để hàm số đồng biến trên ;1 c. Xác định m để hàm số nghịch biến trên 2;1 d. Xác định m để hàm số nghich biến trên đoạn có độ dài bằng 2. Giải: a. Tập xác định: D = R. 1223 2/ mxxy Hàm số đồng biến trên R 0 0 0 / / aRxy 66 66036 03 2 m m Rm m b. Tập xác định: D = R. 1223 2/ mxxy TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 * Hàm số đồng biến trên ;1 ;10/ xy ;11232;101223 2 2 x x xmxmxx Xét hàm số ;1123)( 2 trên x xxf Ta có 2 2 / 123)( x xxf )(2 )(2 01230)( 2 2 / lx nx x xxf Ta có bảng biến thiên: x 1 2 f/(x) - 0 + 15 f(x) 12 Dựa vào bảng biến thiên ta thấy YCBT 6122 mm Vậy 6m thỏa mãn điều kiện bài toán. c. Tập xác định: D = R. 1223 2/ mxxy * Hàm số nghịch biến trên 2;1 2;10/ xy 2;112322;101223 2 2 x x xmxmxx Xét hàm số 2;1123)( 2 trên x xxf Ta có 2 2 / 123)( x xxf )(2 )(2 01230)( 2 2 / lx lx x xxf Bảng biến thiên: x 1 2 f/(x) - 15 f(x) 12 TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 Dựa vào bảng biến thiên ta thấy YCBT 6122 mm Vậy 6m thỏa mãn điều kiện bài toán. d. * Tập xác định: D = R. 1223 2/ mxxy Hàm số nghịch biến trên đoạn có độ dài bằng 2 phương trình 0ý có hai nghiệm phân biệt 21 , xx sao cho 221 xx 44 ;66; 42 036 4 0 21 2 2121 2 2 2 1 2 2 21 / xxxx m xxxx m xx m m m m m m 6 6 ;66; 44.4 3 2 ;66; 2 Vậy không có giá trị nào của m thỏa điều kiện bài toán. Ví dụ 4. Cho hàm số mx mxy 9 . a. Xác định m để hàm số nghịch biến trên từng khoảng xác định. b. Xác định m để hàm số đồng biến trên ;2 . c. Xác định m để hàm số nghịch biến trên 1; Giải: a. TXĐ: mRD \ 2 2 / 9 mx my Hàm số nghịch biến trên từng khoảng xác định mxy 0/ 3;3092 mm Vậy: 3;3m thỏa điều kiện bài toán. b. TXĐ: mRD \ 2 2 / 9 mx my Hàm số đồng biến trên ;2 mxvàxy ;20/ 3 2 ;33; 2 ;33; ;2 092 m m m m m m m Vậy: 3m thỏa điều kiện bài toán. c. TXĐ: mRD \ 2 2 / 9 mx my Hàm số nghịch biến trên 1; mxvàxy 1;0/ TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 13 1 3;3 1 3;3 1; 092 m m m m m m m Vậy: 13 m thỏa điều kiện bài toán. Ví dụ 5. (ĐỀ THI TUYỂN SINH ĐẠI HỌC KHỐI A, A1 NĂM 2013) Cho hàm số 3 2y x 3x 3mx 1 (1) , với m là tham số thực. Tìm m để hàm số (1) nghịch biến trên khoảng (0; + ) Giải: Ta có y’ = -3x2 + 6x+3m Yêu cầu bài toán y’ 0, 0;x 2 2 3 6 3 0 (0; ) 2 (0; ) x x m x m x x x Xét hàm số 2( ) 2g x x x với x > 0 Ta có / ( ) 2 2g x x / ( ) 0 1g x x Ta có bảng biến thiên: x 0 1 g/(x) - 0 + 0 g(x) -1 Dựa vào bảng biến thiên ta thấy YCBT 1m Vậy 1m hàm số nghịch biến trên (0; ) . BÀI TẬP TỰ LÀM 1. Cho hàm số 3 23 4y x x mx có đồ thị ( )C . Xác định m để hàm số nghịch biến trên khoảng 0; . ( ĐỀ DỰ BỊ KHỐI A NĂM 2009) 2. Cho hàm số 3 22 3(2 1) 6 ( 1) 1y x m x m m x có đồ thị (Cm). Tìm m để hàm số đồng biến trên khoảng ;2 . 3. (Dự bị 1 khối D 2003) Cho hàm số: 2 2x 5x m 4y x 3 , (1) TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số (1) khi m=1. b) Tìm m để hàm số (1) đồng biến trong khoảng 1; . 2 .Ứng dụng tính đơn điệu để chứng minh bất đẳng thức: Ví dụ 1. Chứng minh rằng: a. sinx < x 2 ;0 x b. 2 ;0tan xxx c. 1;102 24 xxx Giải: a. Ta có: sinx < x 0sin xx Xét xxxf sin)( Với 2 ;0 x Ta có 2 ;00 2 sin2cos1)( 2/ xxxxf ) 2 ;0(02 2 0 2 sin0)(/ xDoxkxkxxxf Suy ra, )(xf đồng biến trên 2 ;0 Do đó, 2 ;0 x Ta có xxxxxffx sinsin0)(00 Vậy: sinx < x 2 ;0 x b. Ta có: 0tantan xxxx Xét hàm số xxxf tan)( trên 2 ;0 Ta có 2 ;00tan cos 11)( 22 / xx x xf ) 2 ;0(00tan0)(/ xDoxkxxxf Suy ra, )(xf nghịch biến trên 2 ;0 Do đó, 2 ;0 x Ta có xxxxxffx tantan0)(00 Vậy 2 ;0tan xxx c. 1;102 24 xxx TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 Xét hàm số 24 2)( xxxf với 1;1x Ta có xxxf 44)( 3/ 1 1 0 0140440)( 23/ x x x xxxxxf Bảng biến thiên: x -1 0 1 f/(x) + 0 - 0 f(x) -1 -1 Dựa vào bảng biến thiên ta thấy 1;102)( 24 xxxxf (đpcm) CHUYÊN ĐỀ 2: CỰC TRỊ CỦA HÀM SỐ 1. Tìm điều kiện để hàm số đạt cực trị tai một điểm: Cách 1. ( Thường dùng cho hàm đa thức ) * f(x) đạt cực trị tại x = x0 0)( 0)( 0 // 0 / xy xy * f(x) đạt cực đại tại x = x0 0)( 0)( 0 // 0 / xy xy * f(x) đạt cực tiểu tại x = x0 0)( 0)( 0 // 0 / xy xy Cách 2. ( Thường dùng cho hàm phân thức ) * Nếu f(x) đạt cực trị tại x = x0 thì 0)( 0/ xy . * Giải phương trình 0)( 0/ xy tìm m, thay m vừa tìm được vào hàm số . * Lập bảng biến thiên và kết luận. Ví dụ 1. Cho hàm số 5231 3 1 223 xmmxmxy . a. Tìm m để hàm số đạt cực trị tại x = 0. b. Tìm m để hàm số đạt cực đại tại x = 1. c. Tìm m để hàm số đạt cực tiểu tại x = 3. Giải: TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 a. TXĐ: D = R 2312 22/ mmxmxy 122// mxy Hàm số đạt cực trị tại x = 0 2 1 2 1 012 023 0)0( 0)0( 2 // / m m m m m mm y y Vậy Hàm số đạt cực trị tại x = 0 b. TXĐ: D = R 2312 22/ mmxmxy 122// mxy Hàm số đạt cực đại tại x = 1 2 55 2 2 55 2 55 024 055 0)1( 0)1( 2 // / m m m m m mm y y c. TXĐ: D = R 2312 22/ mmxmxy 122// mxy Hàm số đạt cực tiểu tại x = 3 m m m m mm y y 4028 0179 0)3( 0)3( 2 // / Vậy không có giá trị nào của m để hàm số đạt cực tiểu tại x = 3. Ví dụ 2. Cho hàm số 3 1 2 1 3 1 23 bxaxxy . Xác định a và b để hàm số đạt cực đại tại x = 1 và giá trị cực đại tại điểm đó bằng 2. Giải: * TXĐ: D = R * baxxy 2/ axy 2// Hàm số đạt cực đại tại x = 1 và giá trị cực đại tại điểm đó bằng 2 2)1( 0)1( 0)1( // / y y y 3 2 2 3 2 2 2 1 02 01 b a a b a ba a ba Vậy 3 2 b a thỏa mãn điều kiện bài toán. TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 Ví dụ 3. Xác định m để hàm số 52 224 xmxy a. Hàm số đạt cực tiểu tại x = - 1 b. Hàm số đạt cực đại tại x = - 2. Giải: a. TXĐ: D = R 22// 23/ 412 44 mxy xmxy Hàm số đạt cực tiểu tại x = - 1 3;3 1 1 0412 044 0)1( 0)1( 2 2 // / m m m m m y y 1 1 m m b. TXĐ: D = R 22// 23/ 412 44 mxy xmxy Hàm số đạt cực đại tại x = - 2 2 :3232; 2 2 0448 0832 0)2( 0)2( 2 2 // / m m m m m m y y Ví dụ 4. Xác định m để hàm số 1 522 x mxxy đạt cực tiểu tại x = 3. Giải: TXĐ: 1\ RD 2 2 / 1 522 x mxxy * Nếu hàm số đạt cực tiểu tại x = 3 thì 0)3(/ y 50 16 210 mm * Với 5m ta có 2 2 / 1 152 x xxy / 30 5 x y x x - 5 3 y/ + 0 - 0 + TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 CĐ y CT Dựa vào BBT ta thấy x = 3 là điểm cực tiểu. Vậy m = 5 hàm số đạt cực tiểu tại x = 3. Ví dụ 5. Xác định m để hàm số 22 2 2 2 xx mxxy đạt cực đại tại 2x . Giải: TXĐ: D = R * 22 2 / 22 2244 xx mmxxxy * Nếu hàm số đạt cực tiểu tại 2x thì 0)2(/ y 220 224 212824 2 mm * Với 22m ta có 22 2 / 22 242444 xx xxy 1 20/ x xy Bảng biến thiên: x 1 2 y/ - 0 + 0 - 1 CĐ y CT 1 Dựa vào BBT ta thấy hàm số đạt cực đại tại 2x . Vậy 22m thỏa mãn điều kiện bài toán. 2. Tìm m để hàm số có cực trị thỏa mãn điều kiện cho trước: Ví dụ 1. Cho hàm số 14112 3 1 23 xmxmxy a. Xác định m để hàm số có cực đại và cực tiểu. b. Xác định m để hàm số có hai điểm cực trị x1 , x2 sao cho 421 xx . c. Xác định m để hàm số có hai điểm cực trị x1 , x2 sao cho 43 21 xx . d. Xác định m để hàm số có hai điểm cực trị x1 , x2 thỏa mãn: .222 2 1 xx e. Xác định m để đồ thị hàm số có hai điểm cực nằm về cùng phía so với trục tung. TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 Giải: a. TXĐ: D = R mxmxy 411222/ (*)0411220 2/ mxmxy Hàm số có cực đại và cực tiểu phương (*) có hai nghiệm phân biệt / 2 24 0 0 0m m m Vậy 0m hàm số có cực đại và cực tiểu. b. TXĐ: D = R mxmxy 411222/ (*)0411220 2/ mxmxy * Hàm số có hai điểm cực trị x1 , x2 phương (*) có hai nghiệm phân biệt / 2 24 0 0 0m m m * Với 0m hàm số có hai điểm cực trị x1 , x2 Ta có x1 , x2 là nghiệm của phương trình (*) nên mxx mxx 41. 122 21 21 Theo đề ta có 421 xx 164162 21 2 2121 2 2 2 1 xxxxxxxx 1641.4122 2 mm 2 1 ( )16 16 1 ( ) m n m m n Vậy m = 1; m = -1 thỏa mãn điều kiện bài toán. c. TXĐ: D = R mxmxy 411222/ (*)0411220 2/ mxmxy * Hàm số có hai điểm cực trị x1 , x2 phương (*) có hai nghiệm phân biệt / 2 24 0 0 0m m m * Với 0m hàm số có hai điểm cực trị x1 , x2 Ta có x1 , x2 là nghiệm của phương trình (*) nên )2(41. )1(122 21 21 mxx mxx Theo đề ta có 43 21 xx (3) Từ (3) 12 34 xx thay vào (1) và (2) ta được mxx mx 4134 12224 11 1 )4(4134 )3(23 2 11 1 mxx mx Thay mx 231 vào (4) ta được mmm 41233234 2 )(2 )( 3 2 0163212 2 nm nm mm Vậy 2; 3 2 mm thỏa TĐKBT. TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 d. TXĐ: D = R mxmxy 411222/ (*)0411220 2/ mxmxy * Hàm số có hai điểm cực trị x1 , x2 phương (*) có hai nghiệm phân biệt / 2 24 0 0 0m m m * Với 0m hàm số có hai điểm cực trị x1 , x2 Ta có x1 , x2 là nghiệm của phương trình (*) nên mxx mxx 41. 122 21 21 Theo đề ta có 222 2 1 xx 241212222 221221 mmxxxx 2 100816 2 mmm Vậy 2 10 m thỏa TĐKBT. e. TXĐ: D = R mxmxy 411222/ (*)0411220 2/ mxmxy * Hàm số có hai điểm cực trị phương (*) có hai nghiệm phân biệt / 2 24 0 0 0m m m * Với 0m hàm số có hai điểm cực trị . Gọi x1 , x2 là hai điểm cực trị của hàm số. Ta có x1 , x2 là nghiệm của phương trình (*) nên mxx mxx 41. 122 21 21 Đồ thị hàm số có hai điểm cực nằm về cùng phía so với trục tung 4 10410. 21 mmxx Kết hợp với điều kiện 0m ta được 4 1;0 mm Vậy 4 1;0 mm thỏa TĐKBT. Ví dụ 2. Cho hàm số 22 24 mxxy a. Xác định m để hàm số có ba điểm cực trị. b. Xác định m để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị lập thành một tam giác vuông cân. c. Xác định m để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị lập thành một tam giác đều. d. Xác định m để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị lập thành một tam giác có diện tích bằng 1. Giải: a. TXĐ: D = R mxxy 44 3/ TAILIEUEA.COM Giáo Viên: Nguyễn Anh Tuấn – Trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quảng Nam LTĐH - Chuyên Đề Khảo Sát Hàm Số 2 )2( )1(0 04 (*)0440 2 2 3/ mx x mxx mxxy Hàm số có ba điểm cực trị phương trình (*) có ba nghiệm phân biệt phương trình (2) có hai nghiệm phân biệt khác 0 0 0 0 0 0 2 m m m m m Vậy m > 0 thỏa mãn TĐKBT. b. TXĐ: D = R mxxy 44 3/
Tài liệu đính kèm: