Bài tập Giải tích 12 - Ứng dụng của đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số

m cực tiểu của f nếu tồn tại khoảng (a; b) Ì D và x0 Ỵ (a; b) sao cho 
	f(x) > f(x0), với "x Ỵ (a; b) \ {x0}.
	Khi đó f(x0) đgl giá trị cực tiểu (cực tiểu) của f.
	c) Nếu x0 là điểm cực trị của f thì điểm (x0; f(x0)) đgl điểm cực trị của đồ thị hàm số f.
II. Điều kiện cần để hàm số có cực trị
	Nếu hàm số f có đạo hàm tại x0 và đạt cực trị tại điểm đó thì f¢ (x0) = 0.
Chú ý: Hàm số f chỉ có thể đạt cực trị tại những điểm mà tại đó đạo hàm bằng 0 hoặc không có đạo hàm.
III. Điểu kiện đủ để hàm số có cực trị
	1. Định lí 1: Giả sử hàm số f liên tục trên khoảng (a; b) chứa điểm x0 và có đạo hàm trên (a; b)\{x0}
	a) Nếu f¢ (x) đổi dấu từ âm sang dương khi x đi qua x0 thì f đạt cực tiểu tại x0.
	b) Nếu f¢ (x) đổi dấu từ dương sang âm khi x đi qua x0 thì f đạt cực đại tại x0.
	2. Định lí 2: Giả sử hàm số f có đạo hàm trên khoảng (a; b) chứa điểm x0, f¢ (x0) = 0 và có đạo hàm cấp hai khác 0 tại điểm x0.
	a) Nếu f¢¢ (x0) < 0 thì f đạt cực đại tại x0.
	b) Nếu f¢¢ (x0) > 0 thì f đạt cực tiểu tại x0.
VẤN ĐỀ 1: Tìm cực trị của hàm số
Qui tắc 1: Dùng định lí 1.
	· Tìm f¢ (x).
	· Tìm các điểm xi (i = 1, 2, ) mà tại đó đạo hàm bằng 0 hoặc không có đạo hàm.
	· Xét dấu f¢ (x). Nếu f¢ (x) đổi dấu khi x đi qua xi thì hàm số đạt cực trị tại xi.
Qui tắc 2: Dùng định lí 2.
	· Tính f¢ (x).
	· Giải phương trình f¢ (x) = 0 tìm các nghiệm xi (i = 1, 2, ).
	· Tính f¢¢ (x) và f¢¢ (xi) (i = 1, 2, ).
	Nếu f¢¢ (xi) < 0 thì hàm số đạt cực đại tại xi.
	Nếu f¢¢ (xi) > 0 thì hàm số đạt cực tiểu tại xi.
Tìm cực trị của các hàm số sau: 
	a) 	b) 	c) 
	d) 	e) 	f) 
	g) 	h) 	i) 
Tìm cực trị của các hàm số sau: 
	a) 	b) 	c) 
	d) 	e) 	f) 
Tìm cực trị của các hàm số sau: 
	a) 	b) 	c) 
	d) 	e) 	f) 
VẤN ĐỀ 2: Tìm điều kiện để hàm số có cực trị 
1. Nếu hàm số y = f(x) đạt cực trị tại điểm x0 thì f¢ (x0) = 0 hoặc tại x0 không có đạo hàm.
2. Để hàm số y = f(x) đạt cực trị tại điểm x0 thì f¢ (x) đổi dấu khi x đi qua x0.
Chú ý:
	· Hàm số bậc ba có cực trị Û Phương trình y¢ = 0 có hai nghiệm phân biệt.
	Khi đó nếu x0 là điểm cực trị thì ta có thể tính giá trị cực trị y(x0) bằng hai cách:
	+ 
	+ , trong đó Ax + B là phần dư trong phép chia y cho y¢.
	· Hàm số = (aa¢¹ 0) có cực trị Û Phương trình y¢ = 0 có hai nghiệm phân biệt khác .
	Khi đó nếu x0 là điểm cực trị thì ta có thể tính giá trị cực trị y(x0) bằng hai cách:
	 	hoặc 	
	· Khi sử dụng điều kiện cần để xét hàm số có cực trị cần phải kiểm tra lại để loại bỏ nghiệm ngoại lai.
	· Khi giải các bài tập loại này thường ta còn sử dụng các kiến thức khác nữa, nhất là định lí Vi–et.
Chứng minh rằng các hàm số sau luôn có cực đại, cực tiểu: 
	a) 	b) 
	c) 	d) 
Tìm m để hàm số: 
	a) có cực đại, cực tiểu.
	b) có cực đại, cực tiểu.
	c) đạt cực đại tại x = 2.
	d) có một cực đại 
	e) đạt cực tiểu khi x = 2.
	f) có cực đại, cực tiểu.
	g) có một giá trị cực đại bằng 0.
Tìm m để các hàm số sau không có cực trị: 
	a) 	b) 
	c) 	d) 
Tìm a, b, c, d để hàm số: 
	a) đạt cực tiểu bằng 0 tại x = 0 và đạt cực đại bằng tại x = 
	b) có đồ thị đi qua gốc toạ độ O và đạt cực trị bằng –9 tại x = .
	c) đạt cực trị bằng –6 tại x = –1.
	d) đạt cực trị tại x = 0 và x = 4.
	e) đạt cực đại bằng 5 tại x = 1.
Tìm m để hàm số : 
	a) đạt cực trị tại hai điểm x1, x2 sao cho: .
	b) đạt cực trị tại hai điểm x1, x2 sao cho: .
	c) đạt cực trị tại hai điểm x1, x2 sao cho: .
Tìm m để hàm số : 
	a) có cực đại, cực tiểu và các giá trị cực đại, cực tiểu cùng dấu.
	b) có cực đại, cực tiểu và tích các giá trị cực đại, cực tiểu đạt giá trị nhỏ nhất.
	c) có giá trị cực đại M và giá trị cực tiểu m thoả .
	d) có .
Tìm m để đồ thị hàm số : 
	a) có hai điểm cực trị là A, B và .
	b) có 3 điểm cực trị là A, B, C và tam giác ABC nhận gốc toạ độ O làm trọng tâm.
	c) có hai điểm cực trị nằm hai phía đối với trục tung. Chứng minh hai điểm cực trị luôn luôn nằm cùng một phía đối với trục hoành.
	d) có khoảng cách giữa hai điểm cực trị bằng 10.
	e) có hai điểm cực đại và cực tiểu nằm về hai phía đối với đường thẳng y = 2x.
	f) có hai điểm cực trị và khoảng cách giữa chúng nhỏ nhất.
Tìm m để đồ thị hàm số : 
	a) có hai điểm cực trị cách đều trục tung.
	b) có các điểm cực đại, cực tiểu đối xứng nhau qua đường phân giác thứ nhất.
	c) có các điểm cực đại, cực tiểu ở về một phía đối với đường thẳng (d): .
	d) có hai điểm cực trị nằm ở hai phía đối với đường thẳng (d): .
Tìm m để đồ thị hàm số : 
	a) có hai điểm cực trị ở trong góc phần tư thứ nhất của mặt phẳng toạ độ.
	b) có một điểm cực trị nằm trong góc phần tư thứ hai và điểm kia nằm trong góc phần tư thứ tư của mặt phẳng toạ độ.
	c) có một điểm cực trị nằm trong góc phần tư thứ nhất và điểm kia nằm trong góc phần tư thứ ba của mặt phẳng toạ độ.
	d) có hai điểm cực trị nằm ở hai phía của trục hoành (tung).
VẤN ĐỀ 3: Đường thẳng đi qua hai điểm cực trị 
1) Hàm số bậc ba .
	· Chia f(x) cho f¢ (x) ta được: 	f(x) = Q(x).f¢ (x) + Ax + B.
	· Khi đó, giả sử (x1; y1), (x2; y2) là các điểm cực trị thì:
	Þ Các điểm (x1; y1), (x2; y2) nằm trên đường thẳng y = Ax + B.
2) Hàm số phân thức .
	· Giả sử (x0; y0) là điểm cực trị thì .
	· Giả sử hàm số có cực đại và cực tiểu thì phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực trị ấy là:	.
Viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số : 
	a) 	b) 	c) 
	d) 	e 
Khi hàm số có cực đại, cực tiểu, viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số: 
	a) 	b) 
	c) 	d) 
Tìm m để hàm số: 
	a) có đường thẳng đi qua hai điểm cực trị song song với đường thẳng y = –4x + 1.
	b) có các điểm cực đại, cực tiểu của đồ thị nằm trên đường thẳng y = –4x.
	c) có đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu vuông góc với đường thẳng y = 3x – 7.
	d) có các điểm cực đại và cực tiểu đối xứng nhau qua đường thẳng (D): .
III. GIÁ TRỊ LỚN NHẤT 
VÀ GIÁ TRỊ NHỎ NHẤT CỦA HÀM SỐ 
1. Định nghĩa:
	Giả sử hàm số f xác định trên miền D (D Ì R).
	a) 
	b) 
2. Tính chất:
	a) Nếu hàm số f đồng biến trên [a; b] thì .
	b) Nếu hàm số f nghịch biến trên [a; b] thì .
VẤN ĐỀ 1: Tìm GTLN, GTNN của hàm số bằng cách lập bảng biến thiên 
Cách 1: Thường dùng khi tìm GTLN, GTNN của hàm số trên một khoảng.
	· Tính f¢ (x).
	· Xét dấu f¢ (x) và lập bảng biến thiên.
	· Dựa vào bảng biến thiên để kết luận.
Cách 2: Thường dùng khi tìm GTLN, GTNN của hàm số liên tục trên một đoạn [a; b].
	· Tính f¢ (x).
	· Giải phương trình f¢ (x) = 0 tìm được các nghiệm x1, x2, , xn trên [a; b] (nếu có).
	· Tính f(a), f(b), f(x1), f(x2), , f(xn).
	· So sánh các giá trị vừa tính và kết luận.
Tìm GTLN, GTNN của các hàm số sau:
	a) 	b) 	c) 
d) 	e) 	f) 
g) 	h) 	i) 
Tìm GTLN, GTNN của các hàm số sau:
	a) trên [–1; 5]	b) trên [–2; 3]
	c) trên [–3; 2]	d) trên [–2; 2]
	e) trên [0; 2]	f) trên [0; 4]
	g) trên [0; 2]	h) trên [0; 1]
	i) trên [–6; 8]	k) 
Tìm GTLN, GTNN của các hàm số sau:
	a) 	b) 	c) 
	d) 	e) 	f) 
	g) 	h) 
VẤN ĐỀ 2: Tìm GTLN, GTNN của hàm số bằng cách dùng bất đẳng thức 
Cách này dựa trực tiếp vào định nghĩa GTLN, GTNN của hàm số. 
	· Chứng minh một bất đẳng thức.
	· Tìm một điểm thuộc D sao cho ứng với giá trị ấy, bất đẳng thức vừa tìm được trở thành đẳng thức.
Giả sử . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức:	.
HD: 
	Sử dụng bất đẳng thức Cô–si: 
	Þ P £ . Dấu “=” xảy ra Û x = y = z = . Vậy .
Cho D = . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: 	.
HD: Û 
Þ S ³ 5. Dấu “=” xảy ra Û x = 1, y = . Vậy minS = 5.
Cho D = . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: 	.
HD: = .
Sử dụng bất đẳng thức Cô–si: 
Û 
	Þ P ³ . Dấu “=” xảy ra Û x = y = . Vậy minP = .
Cho D = . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: 	.
HD: 	(1)
	Theo bất đẳng thức Cô–si: 	(2)
	(3)
	Þ P ³ . Dấu “=” xảy ra Û x = y = 2. Vậy minP = .
VẤN ĐỀ 3: Tìm GTLN, GTNN của hàm số bằng cách dùng miền giá trị 
Xét bài toán tìm GTLN, GTNN của hàm số f(x) trên một miền D cho trước.
	Gọi y0 là một giá trị tuỳ ý của f(x) trên D, thì hệ phương trình (ẩn x) sau có nghiệm: 
	Tuỳ theo dạng của hệ trên mà ta có các điều kiện tương ứng. Thông thường điều kiện ấy (sau khi biến đổi) có dạng: 	m £ y0 £ M 	(3) 
	Vì y0 là một giá trị bất kì của f(x) nên từ (3) ta suy ra được: 
Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của các hàm số sau:
a) 	b) 	c) 
	d) 	
VẤN ĐỀ 4: Sử dụng GTLN, GTNN của hàm số trong PT, HPT, BPT 
Giả sử f(x) là một hàm số liên tục trên miền D và có . Khi đó:
	1) Hệ phương trình có nghiệm Û m £ a £ M.
	2) Hệ bất phương trình có nghiệm Û M ³ a.
	3) Hệ bất phương trình có nghiệm Û m £ b.
	4) Bất phương trình f(x) ³ a đúng với mọi x Û m ³ a.
	5) Bất phương trình f(x) £ b đúng với mọi x Û M £ b.
Giải các phương trình sau:
a) 	b) 	c) 
Tìm m để các phương trình sau có nghiệm:
a) 	b) 
c) 	d) 
Tìm m để các bất phương trình sau nghiệm đúng với mọi x Ỵ R:
	a) 	b) 	c) 
Cho bất phương trình: .
	a) Tìm m để bất phương trình có nghiệm thuộc [0; 2].
	b) Tìm m để bất phương trình thoả mọi x thuộc [0; 2].
Tìm m để ca