Giải SBT Toán 12 Giải tích - Chương 1: Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số
Giải sbt Giải tích 12 Bài tập ôn tập chương 1
-
1080 lượt thi
-
22 câu hỏi
-
30 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Cho hàm số: y = 4x3 + mx (m là tham số) (1)
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số ứng với m = 1.
b) Viết phương trình tiếp tuyến của (C) song song với đường thẳng y = 13x + 1.
c) Xét sự biến thiên của hàm số (1) tùy thuộc vào giá trị m.
a) y = 4x3 + x, y′ = 12x2 + 1 > 0, ∀ x ∈ R
Bảng biến thiên:
Đồ thị:
b) Giả sử tiếp điểm cần tìm có tọa độ (x0; y0) thì f′(x0) = 12x20 + 1 = 13 (vì tiếp tuyến song song với đường thẳng (d): y = 3x + 1). Từ đó ta có: x0 = 1 hoặc x0 = -1
Vậy có hai tiếp tuyến phải tìm là y = 13x + 8 hoặc y = 13x - 8
c) Vì y’ = 12x2 + m nên m ≥ 0; y” = –6(m2 + 5m)x + 12m
+) Với m ≥ 0 ta có y’ > 0 (khi m = 0; y’ = 0 tại x = 0).
Vậy hàm số (1) luôn luôn đồng biến khi m ≥ 0; y” = –6(m2 + 5m)x + 12m
+) Với m < 0 thì y = 0 ⇔
Từ đó suy ra:
y’ > 0 với
y’ < 0 với
Vậy hàm số (1) đồng biến trên các khoảng
và nghịch biến trên khoảng
Câu 2:
Cho hàm số: y = –(m2 + 5m)x3 + 6mx2 + 6x – 5
a) Xác định m để hàm số đơn điệu trên R. Khi đó, hàm số đồng biến hay nghịch biến? Tại sao?
b) Với giá trị nào của m thì hàm số đạt cực đại tại x = 1 ?
a) y = –(m2 + 5m)x3 + 6mx2 + 6x – 5
y′ = –3(m2 + 5m)x2 + 12mx + 6
Hàm số đơn điệu trên R khi và chỉ khi y’ không đổi dấu.
Ta xét các trường hợp:
+) m2 + 5m = 0 ⇔
– Với m = 0 thì y’ = 6 nên hàm số luôn đồng biến.
– Với m = -5 thì y’ = -60x + 6 đổi dấu khi x đi qua .
+) Với m2 + 5m ≠ 0. Khi đó, y’ không đổi dấu nếu
Δ' = 36m2 + 18(m2 + 5m) ≤ 0 ⇔ 3m2 + 5m ≤ 0 ⇔ –5/3 ≤ m ≤ 0
– Với điều kiện đó, ta có –3(m2 + 5m) > 0 nên y’ > 0 và do đó hàm số đồng biến trên R.
Vậy với điều kiện –5/3 ≤ m ≤ 0 thì hàm số đồng biến trên R.
b) Nếu hàm số đạt cực đại tại x = 1 thì y’(1) = 0. Khi đó:
y′(1) = –3m2 – 3m + 6 = 0 ⇔
Mặt khác, y” = –6(m2 + 5m)x + 12m
+) Với m = 1 thì y’’ = -36x + 12. Khi đó, y’’(1) = -24 < 0 , hàm số đạt cực đại tại x = 1.
+) Với m = -2 thì y’’ = 36x – 24. Khi đó, y’’(1) = 12 > 0, hàm số đạt cực tiểu tại
x = 1.
Vậy với m = 1 thì hàm số đạt cực đại tại x = 1.
Câu 3:
Cho hàm số
a) Xác định a để hàm số luôn đồng biến.
b) Xác định a để đồ thị của hàm số cắt trục hoành tại ba điểm phân biệt.
c) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số ứng với a = 3/2.
Từ đó suy ra đồ thị của hàm số
a) Ta có
y' = (a - 1)x2 + 2ax + 3a - 2.
Với a = 1, y' = 2x + 1 đổi dấu khi x đi qua -1/2. Hàm số không đồng biến.
Với a ≠ 1 thì với mọi x mà tại đó y' ≥ 0
(y' = 0 chỉ tại x = -2, khi a = 2).
Vậy với a ≥ 2 hàm số luôn đồng biến
b) Đồ thị cắt trục hoành tại ba điểm phân biệt khi và chỉ khi phương trình y = 0 có ba nghiệm phân biệt. Ta có
y = 0 có ba nghiệm phân biệt khi và chỉ khi phương trình
(a - 1)x2 + 3ax + 9a - 6 = 0
Có hai nghiệm phân biệt khác 0. Muốn vậy, ta phải có
Giải hệ trên, ta được:
c) Khi a = 3/2 thì
y' = 0 ⇔ x2 + 6x + 5 = 0 ⇔ x = -1 hoặc x = -5.
Đồ thị như trên Hình 1.18
Vì
nên từ đồ thị (C) ta suy ngay ra đồ thị của hàm số
như trên Hình 1.19
Câu 4:
Cho hàm số : y = x3 – 3x2
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số đã cho.
b) Tìm các giá trị của tham số m để phương trình: x3 – 3x2 – m = 0 có ba nghiệm phân biệt.
(Đề thi tốt nghiệp THPT năm 2008).
a) TXĐ: D = R
Sự biến thiên:
y′ = 3x2 – 6x = 3x(x – 2)
y′=0 ⇔
Hàm số đồng biến trên mỗi khoảng (–∞;0), (2;+∞)
Hàm số nghịch biến trên khoảng (0; 2).
Hàm số đạt cực đại tại x = 0 ; yCĐ = y(0) = 0
Hàm số đạt cực tiểu tại x = 2; yCT = y(2) = -4.
Giới hạn:
Điểm uốn: y” = 6x – 6, y” = 0 ⇔ x = 1; y(1) = –2
Suy ra đồ thị có điểm uốn I(1; -2)
Bảng biến thiên:
Đồ thị:
Đồ thị cắt trục hoành tại O(0;0), A(3;0). Đồ thị đi qua điểm B(-1;-4); C(2;-4).
b) x3 – 3x2 – m = 0 ⇔ x3 – 3x2 = mx3 – 3x2 – m = 0 ⇔ x3 – 3x2 = m (∗)
Phương trình (∗) có 3 nghiệm phân biệt khi và chỉ khi đường thẳng y = m cắt (C) tại 3 điểm phân biệt. Từ đó suy ra: – 4 < m < 0.
Câu 5:
Cho hàm số: y = –x4 – x2 + 6
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho.
b) Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C) biết tiếp tuyến vuông góc với đường thẳng: y = –1
a) Học sinh tự làm
b) Ta có: y′ = –4x3 – 2x
Vì tiếp tuyến vuông góc với đường thẳng y = x/6 – 1 nên tiếp tuyến có hệ số góc là –6. Vì vậy:
–4x3 – 2x = –6
⇔ 2x3 + x – 3 = 0
⇔ 2(x3 – 1) + (x – 1) = 0
⇔ (x – 1)(2x2 + 2x + 3) = 0
⇔ x = 1(2x2 + 2x + 3 > 0, ∀x)
Ta có: y(1) = 4
Phương trình phải tìm là: y – 4 = -6(x – 1) ⇔ y = -6x + 10
Câu 6:
Cho hàm số: y = f(x) = x4 – 2mx2 + m3 – m2
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
b) Xác định m để đồ thị (Cm) của hàm số đã cho tiếp xúc với trục hoành tại hai điểm phân biệt.
a) y = x4 – 2x2
y′ = 4x3 – 4x = 4x(x2 – 1)
y′ = 0 ⇔
Bảng biến thiên:
Đồ thị
b) y′ = 4x3 – 4mx = 4x(x2 – m)
Để (Cm) tiếp xúc với trục hoành tại hai điểm phân biệt thì điều kiện cần và đủ là phương trình y’ = 0 có hai nghiệm phân biệt khác 0 và yCT = 0.
+) Nếu m ≤ 0 thì x2 – m ≥ 0 với mọi x nên đồ thị không thể tiếp xúc với trục Ox tại hai điểm phân biệt.
+) Nếu m > 0 thì y’ = 0 khi x = 0; x = √m hoặc x = -√m.
f(√m) = 0 ⇔ m2 – 2m2 + m3 – m2 = 0 ⇔ m2(m – 2) = 0 ⇔ m = 2 (do m > 0)
Vậy m = 2 là giá trị cần tìm.
Câu 7:
Cho hàm số:
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
b) Viết phương trình các đường thẳng đi qua O(0;0) và tiếp xúc với (C) .
c) Tìm tất cả các điểm trên (C) có tọa độ là các số nguyên.
a) Học sinh tự làm
b) Phương trình tiếp tuyến tại điểm M0(x0; y0) là:
y – y0 = y’(x0)(x – x0)
Trong đó:
Ta có:
Để đường thẳng đó đi qua O(0; 0), điều kiện cần và đủ là:
⇔ x0 = –1 - √3 hoặc x0 = –1 + √3
+) Với x0 = –1 + √3, ta có phương trình tiếp tuyến:
+) Với x0 = –1 – √3, ta có phương trình tiếp tuyến:
c) Để tìm trên (C) các điểm có tọa độ nguyên ta có:
Điều kiện cần và đủ để M(x, y) ∈ (C) có tọa độ nguyên là:
tức (x – 2) là ước của 9.
Khi đó, x – 2 nhận các giá trị -1; 1; -3; 3; -9; 9 hay x nhận các giá trị 1; 3; -1; 5; -7; 11.
Do đó, ta có 6 điểm trên (C) có tọa độ nguyên là: (1;-6), (3;12), (-1;0), (5;6), (-7;2), (11;4).
Câu 8:
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
b) Chứng minh rằng giao điểm I của hai tiệm cận của (C) là tâm đối xứng của (C).
c) Tìm điểm M trên đồ thị của hàm số sao cho khoảng cách từ M đến tiệm cận đứng bằng khoảng cách từ M đến tiệm cận ngang.
a) Học sinh tự làm.
b) Tiệm cận đứng là đường thẳng x = 3.
Tiệm cận ngang là đường thẳng y = 1.
Do đó, giao điểm của hai đường tiệm cận là I(3; 1). Thực hiện phép biến đổi:
Ta được
Vì Y = 5/X là hàm số lẻ nên đồ thị (C) của hàm số này có tâm đối xứng là gốc tọa độ I của hệ tọa độ IXY.
c) Giả sử M(x0; y0) ∈ (C). Gọi d1 là khoảng cách từ M đến tiệm cận đứng và d2 là khoảng cách từ M đến tiệm cận ngang, ta có:
Có hai điểm thỏa mãn đầu bài, đó là hai điểm có hoành độ x0 = 3 + √5 hoặc
x0 = 3 - √5
Câu 9:
Chứng minh rằng phương trình 3x5 + 15x - 8 = 0 chỉ có một nghiệm thực
Hàm số f(x) = 3x5 + 15x - 8 là hàm số liên tục và có đạo hàm trên R.
Vì f(0) = -8 < 0, f(1) = 10 > 0 nên tồn tại một số x0 ∈ (0;1) sao cho f(x0) = 0, tức là phương trình f(x) = 0 có nghiệm.
Mặt khác, ta có y' = 15x4 + 5 > 0, ∀x ∈ R nên hàm số đã cho luôn đồng biến. Vậy phương trình đó chỉ có một nghiệm.
Câu 10:
Hàm số đồng biến trên khoảng:
Đáp án: A.
Hàm số dạng này có một điểm cực đại tại x = 0. Vậy hàm số đồng biến trên khoảng (-∞; 0).
Câu 11:
Xác định giá trị của tham số m để hàm số
nghịch biến trên mỗi khoảng xác định của nó
Đáp án: D.
⇔ Δ′ = 2m + 5 ≤ 0
dấu “=” xảy ra nhiều nhất tại hai điểm, nên hàm số nghịch biến trên các khoảng
(-∞; 2)
và (2; +∞) khi m ≤ −5/2.
Câu 12:
Hoành độ các điểm cực tiểu của hàm số y = x4 + 3x2 + 2 là:
Đáp án: C
Ta có y(0) = 2, y(a) = a4 + 3ax2 + 2 > 2 với mọi a ≠ 0.
Vậy hàm số có một điểm cực tiểu là x = 0.
Câu 15:
Tọa độ giao điểm của đồ thị các hàm số:
và y = x + 1 là:
Đáp án: C.
Hàm số
không xác định tại x = 2 nên phải loại (A), (B).
Thay x = 3 vào hàm số trên, ta được y(3) = 0. Mặt khác, hàm số thứ hai có giá trị là 4 khi x = 3, do đó loại (D). Vậy (C) là khẳng định đúng.
Câu 16:
Số giao điểm của đồ thị hàm số y = (x − 3)(x2 + x + 4) với trục hoành là:
Đáp án: D.
Vì x2 + x + 4 > 0 với mọi x nên phương trình (x − 3)(x2 + x + 4) = 0 chỉ có một nghiệm là x = 3. Do đó, đồ thị của hàm số đã cho chỉ có một giao điểm với trục hoành.
Câu 17:
Xác định giá trị của tham số m để hàm số y = x3 + mx2 - 3 có cực đại và cực tiểu.
Đáp án: C.
Để có cực đại, cực tiểu, phương trình y' = 3x2 + 2mx = 0 phải có hai nghiệm phân biệt.
Phương trình y' = x(3x + 2m) = 0 có hai nghiệm phân biệt x1 = 0, x2 = -2m/3 khi và chỉ khi x ≠ 0.
Câu 18:
Xác định giá trị của tham số m để phương trình 2x3 + 3mx2 - 5 = 0 có nghiệm duy nhất.
Đáp án: B.
Với m = 0, phương trình 2x3 - 5 = 0 có nghiệm duy nhất.
Với m ≠ 0, đồ thị hàm số y = 2x3 + 3mx2 - 5 chỉ cắt Ox tại một điểm khi yCĐ.yCT > 0. Ta có y' = 6x2 + 6mx = 6x(x + m) = 0 có hai nghiệm là x = 0, x = -m; y(0) = -5, y(-m) = -2m3 + 3m3 - 5 = m3 - 5.
Suy ra y(0).y(-m) = -5(m3 - 5) > 0 ⇔ m <
Câu 19:
Tìm khẳng định đúng trong các khẳng định sau đây:
Đáp án: C.
y = -3 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số
Câu 21:
Xác định giá trị của tham số m để phương trình x3 + mx2 + x - 5 = 0 có nghiệm dương
Đáp án: B.
Xét f(x) = x3 + mx2 + x - 5
Vì
và f(0) = -5 với mọi m ∈ R cho nên phương trình f(x) = 0 luôn có nghiệm dương.
Câu 22:
Xác định giá trị của tham số m để phương trình
có nghiệm duy nhất
Đáp án: D.
Xét hàm số
Ta có: y' = x2 - mx = 0 ⇔ x = 0 hoặc x = 3
Nếu m = 0: Phương trình thành x3/3 - 5 = 0, có nghiệm duy nhất.
Nếu m ≠ 0: Phương trình đã cho có nghiệm duy nhất khi và chỉ khi cực đại và cực tiểu của hàm số
cùng dấu.