Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số Tốn 12   1. TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ I. Dạng 1: Xét tính đơn điệu của hàm số Phương pháp: Để xét tính đơn điệu của hàm số y = f(x) ta thực hiện các bước sau: Bước 1: Tìm tập xác định của hàm số Bước 2: Tính đạo hàm y’ Bước 3: Giải phương trình y’=0 Bước 4: Tính các giới hạn ( nếu cần). Bước 5: Lập bảng biến thiên của hàm số. Từ đó, đưa ra kết luận.  Chú ý: Trong trường hợp phương trình y’ = 0 vơ nghiệm, tức là hàm số ln đồng biến hoặc nghịch biến, ta có thể bỏ qua bước 5 ( lập bảng biến thiên ). Ví dụ: Ví dụ 1: Cho hàm số (C ): y = 2x 3 -3x 2 + 1 a. Khảo sát sự biến thiên của (C ) ? b. Biện luận theo m số nghiệm của phương trình sau: 2x 3 -3x 2 –m = 0 (1) Hướng dẫn: a/ - Miền xác định: D = IR - Đạo hàm: y’ = 6x 2 – 6x , Giải phương trình: y’=0 <=> 6x 2 – 6x = 0 < = > x=0 v x= 1 ( nhận) -Giới hạn:   y x lim và   y x lim - Bảng biến thiên: Vậy: * Hàm số đồng biến trên các khoảng ( ;0) và (1; ) * Hàm số nghịch biến trên khoảng (0;1) b/ Viết lại phương trình dưới dạng: 2x 3 -3x 2 + 1 = m +1 Khi đó , số nghiệm của phương trình bang số giao điểm của (C ) với đường thẳng (d): y = m +1. Dựa vào bảng biến thiên ta nhận được kết luận: * Với m + 1 < 0  m < -1: Phương trình (1) có một nghiệm *Với m +1 = 0 m =-1: Phương trình (1) có 2 nghiệm phân biệt * Với 0<m+1<1  -1<m<0: Phương trình (1) có ba nghiệm phân biệt * Với m+1 = 1  m = 0: Phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt * Với m +1 >1  m > 0: Phương trình (1) có một nghiệm. Áp dụng: Cho hàm số y = x 3 – 3mx 2 + 3(m 2 – 1)x- (m 2 -1). Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số cắt trục Ox tại 3 điểm phân biệt với hồnh độ dương. Giải Miền xác định: D=IR , y’=3x 2 -6mx+3(m 2 -1) Δ ’ = m 2 - m 2 +1=1>0, với mọi m y’=0  x max = m-1, x min = m+1 Để phương trình(1) có 3 nghiệm dương phân biệt khi và khi:                       213 0)1( 01,01 0)12)(3)(1( 0. 0,0 0, 0' 2 222 minmax minmax m m mm mmmm da xx yy Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số Toán 12 Ví dụ 2:Cho hàm số x3 y x2    có đồ thị (C) 1.Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C). 2.Tìm tất cả các giá trị của tham số m để đường thẳng (d) : y = mx + 1 cắt đồ thị của hàm số đã cho tại hai điểm phân biệt Giải: 1/ - TXĐ D=R\   2 - 2 ; )2( 1   x y >0 với mọi x D - TCĐ x=2 vì    22 lim;lim xx yy - TCN y= 1 vì 1lim  x y - Bảng biến thiên: x=0 => y=3/2 y=0 => x=3 2/ Phương trình hoành độ của (C ) và đường thẳng y mx 1 : x3 2 mx 1 g(x) mx 2mx 1 0 , x 1 x2           (1) Để (C ) và (d) cắt nhau tại hai điểm phân biệt  phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt khác 2            02 0 0 2; g mm m          01 10 0 mm m 10  mm Áp dụng: Cho hàm số 42 1 y x 2x 4    có đồ thị (C) 1. Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho. 2. Viết phương trình các tiếp tuyến của đồ thị (C) tại điểm có hoành độ x 0 thỏa   0 y'' x 1 Giải: a/ 42 1 y x 2x 4    , TXĐ: D  R , 3 y' x 4x   , 3 x 0 y 0 y' 0 x 4x 0 x 2 y 4              - Giới hạn: x lim y    ; x lim y    Bảng biến thiên x −∞ −2 0 2 +∞ y' + 0 − 0 + 0 − y 4 4 −∞ 0 −∞ *Hàm số đồng biến trên từng khoảng (−∞;−2) và (0;2). *Hàm số nghịch biến trên từng khoảng (−2;0) và (2;+∞) *Hàm số đạt cực đại tại x2 , y CĐ = 4 Hàm số đạt cực tiểu tại x = 0, y CT = 0 *Điểm đặc biệt:     2;0 ; 2;0 b/Viết phương trình các tiếp tuyến của đồ thị (C) tại điểm có hoành độ x 0 thỏa   0 y'' x 1 3 y' x 4x   , 2 y'' 3x 4   2 7 x 1 y 4 y'' 0 x 1 7 x 1 y 4              1 2 x 1 k 3 x 1 k 3         Pttt: 55 y 3x ;y 3x 44      4 2 x y O 2 -2 Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số Tốn 12   2. CỰC TRỊ CỦA HÀM SỐ I. Dạng 1: Tìm cực trò của hàm số Phương pháp: Bước 1: Tìm TXĐ Bước 2: Tính y’ Bước 3: Giải phương trình y’ = 0 Bước 4: Lựa chọn một trong 2 hướng  Hướng 1: Nếu xét dấu được y’ thì lập bảng biến thiên rồi đưa ra kết luận vào định lý: Định lý i: Nếu hàm số y=f(x) có đạo hàm trong khoảng (a;b) và y’(x 0 ) = 0 với x 0 thuộc (a;b). a. Nếu qua x 0 đạo hàm đổi dấu từ âm sang dương thì hàm số đạt cực tiểu tại x o b. Nếu qua x 0 đạo hàm đổi dấu từ dương sang âm thì hàm số đạt cực đại tại x 0  Hướng 2: Nếu khơng xét dấu được y’ thì : Tìm đạo hàm bậc hai y’’ Tính y’’(x 0 ) rồi đưa ra kết luận dựa vào định lý: Định lý ii: Nếu hàm số y=f(x) có đạo hàm trong khoảng (a;b) và y’(x 0 ) = 0 với x 0 thuộc (a;b). a. Nếu y’’(x 0 ) < 0 thì hàm số đạt cực đại tại điểm x 0 b. Nếy y’’(x 0 ) > 0 thì hàm số đạt cực tiểu đại điểm x 0 Ví dụ 1: Tìm cực trị của hàm số 2 8 xy   Cách 1: Ta có điều kiện: => D= [ ; ] Đạo hàm: y’= y’=0  => x = Bảng biến thiên: Vậy hàm số đạt cực đại tại x = và đạt cực đại của hàm số là f( ) =  Cách 2: Ta có điều kiện: => D= [ ; ] Đạo hàm: y’= y’=0  => x = Ta có: y’’ = => y’’(0) < 0 Vậy, hàm số đạt cực đại tại x = và giá trị cực đại của hàm số là f( 0) = Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số Toán 12 ***_-_*** QUY TẮC QUAN TRỌNG TRONG BÀI TOÁN CỰC TRỊ Bài tập áp dụng: 1. Tìm cực trị, nếu có, của hàm số: Y = (1+cosx).sinx 2. Tìm cực trị, nếu có, của hàm số: 2 32 cossin3   x xxy Đáp án: 1. - Miền xác định: D= - Đạo hàm: y’ = y’’= * y’=0  Ta có: Với x = ta nhận được: y’’( ) = 0 => x= không phải là điểm cực trị của hàm số Với x = ta nhận được: y’’ ( ) < 0 => Hàm số đạt cực đại tại các điểm x = , k thuộc Z Với x = , ta nhận được: y’’( ) > 0 => Hàm số đạt cực tiểu tại các điểm x = , k thuộc Z BIÊN SOẠN: PHẠM VĂN TUẤN THPT TÂN HIỆP – CHÂU THÀNH- TIỀN GIANG 1. Hàm số có cực trị  hệ sau có nghiệm thuộc D      0'' 0' y y 2.Hàm số đạt cực tiểu  hệ sau có nghiệm thuộc D      0'' 0' y y 3.Hàm số có cực đại  hệ sau có nghiệm thuộc D      0'' 0' y y 4. Hàm số đạt cực tiểu tại x 0 điều kiện là:        0)('' 0 0 0 xy hantoiđiêilàx Dx 5. Hàm số đạt cực đại tại x 0 điều kiện là:        0)('' 0 0 0 xy hantoiđiêilàx Dx Ngoài ra, với hàm đa thức y = f(x) thì điều kiện để “Hàm số đạt cuực trị tại điểm x 0 ” là      0)('' 0)(' 0 0 xy xy . Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số Tốn 12   1. TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ I. Dạng 1: Xét tính đơn điệu của hàm số Phương pháp: Để xét tính đơn điệu của hàm số y = f(x). dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số Toán 12 Ví dụ 2:Cho hàm số x3 y x2    có đồ thị (C) 1 .Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C). 2.Tìm tất cả các giá trị của tham số m để. 4 4 −∞ 0 −∞ *Hàm số đồng biến trên từng khoảng (−∞;−2) và (0;2). *Hàm số nghịch biến trên từng khoảng (−2;0) và (2;+∞) *Hàm số đạt cực đại tại x2 , y CĐ = 4 Hàm số đạt cực tiểu tại