Tài liệu tổng hợp lời giải chi tiết và phương pháp giải bài tập Luyện tập, Vận dụng về Cực trị và Tính đơn điệu của hàm số trong chương trì...
1. Luyện tập 4 (Trang 10 - SGK Toán 12 KNTT)
Phương pháp giải: Dựa vào đồ thị hàm số, các điểm đỉnh chuyển hướng từ tăng sang giảm là điểm cực đại \(y_{CĐ}\), các điểm đáy chuyển hướng từ giảm sang tăng là điểm cực tiểu \(y_{CT}\).
Dựa vào đồ thị hàm số \(y = f(x)\) trên Hình 1.9, ta xác định được:
- Điểm cực đại của đồ thị hàm số là \((-1; 5)\). Do đó, hàm số đạt cực đại tại \(x = -1\) và giá trị cực đại là \(y_{CĐ} = 5\).
- Điểm cực tiểu của đồ thị hàm số là \((1; 1)\). Do đó, hàm số đạt cực tiểu tại \(x = 1\) và giá trị cực tiểu là \(y_{CT} = 1\).
2. Luyện tập 5 (Trang 12 - SGK Toán 12 KNTT)
a) \(y = x^4 - 3x^2 + 1\)
b) \(y = \frac{-x^2 + 2x - 1}{x + 2}\)
a) Hàm số \(y = x^4 - 3x^2 + 1\)
- Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\).
- Đạo hàm: \(y' = 4x^3 - 6x = 2x(2x^2 - 3)\).
- Cho \(y' = 0 \Leftrightarrow 2x(2x^2 - 3) = 0 \Leftrightarrow x = 0\) hoặc \(x = -\frac{\sqrt{6}}{2}\) hoặc \(x = \frac{\sqrt{6}}{2}\).
- Bảng biến thiên:
| \(x\) | \(-\infty\) | \(-\frac{\sqrt{6}}{2}\) | \(0\) | \(\frac{\sqrt{6}}{2}\) | \(+\infty\) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \(y'\) | - | 0 | + | 0 | - | 0 | + |
| \(y\) | \(+\infty\) \(\searrow\) | \(-\frac{5}{4}\) | \(\nearrow\) 1 \(\searrow\) | \(-\frac{5}{4}\) | \(\nearrow\) \(+\infty\) |
Kết luận:
- Hàm số đạt cực tiểu tại \(x = -\frac{\sqrt{6}}{2}\) và \(x = \frac{\sqrt{6}}{2}\), giá trị cực tiểu \(y_{CT} = -\frac{5}{4}\).
- Hàm số đạt cực đại tại \(x = 0\), giá trị cực đại \(y_{CĐ} = 1\).
b) Hàm số \(y = \frac{-x^2 + 2x - 1}{x + 2}\)
- Tập xác định: \(D = \mathbb{R} \setminus \{-2\}\).
- Đạo hàm: \(y' = \frac{(-2x + 2)(x + 2) - (-x^2 + 2x - 1)}{(x + 2)^2} = \frac{-x^2 - 4x + 5}{(x + 2)^2}\).
- Cho \(y' = 0 \Leftrightarrow -x^2 - 4x + 5 = 0 \Leftrightarrow x = 1\) hoặc \(x = -5\) (thỏa mãn \(x \neq -2\)).
- Bảng biến thiên:
| \(x\) | \(-\infty\) | \(-5\) | \(-2\) | \(1\) | \(+\infty\) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \(y'\) | - | 0 | + | || | + | 0 | - |
| \(y\) | 12 \(\searrow\) | 12 | \(\nearrow\) || \(\nearrow\) | 0 | \(\searrow\) |
Kết luận:
- Hàm số đạt cực tiểu tại \(x = -5\), giá trị cực tiểu \(y_{CT} = 12\).
- Hàm số đạt cực đại tại \(x = 1\), giá trị cực đại \(y_{CĐ} = 0\).
3. Vận dụng 2 (Trang 12 - SGK Toán 12 KNTT)
Xét hàm số \(h(t) = 2 + 24,5t - 4,9t^2\) với \(t \ge 0\).
- Tập xác định: \(D = [0; +\infty)\).
- Đạo hàm: \(h'(t) = 24,5 - 9,8t\).
- Cho \(h'(t) = 0 \Leftrightarrow 24,5 - 9,8t = 0 \Leftrightarrow t = 2,5\) (giây) (thỏa mãn \(t \ge 0\)).
- Bảng biến thiên:
| \(t\) | \(0\) | \(2,5\) | \(+\infty\) |
|---|---|---|---|
| \(h'(t)\) | + | 0 | - |
| \(h(t)\) | 2 \(\nearrow\) | 32,625 | \(\searrow\) \(-\infty\) |
Từ bảng biến thiên, ta thấy hàm số \(h(t)\) đạt cực đại tại \(t = 2,5\).
Độ cao cực đại tương ứng là: \[h(2,5) = 2 + 24,5 \cdot 2,5 - 4,9 \cdot (2,5)^2 = 32,625\text{ (mét)}\]
Kết luận: Vật đạt độ cao lớn nhất là \(32,625\text{ mét}\) tại thời điểm \(t = 2,5\) giây kể từ khi được phóng.
