Cho hàm số y = (x^2 + 3x + 3)/(x + 2) có đồ thị là (C).
a) Ta có: \(y = \frac{{{x^2} + 3x + 3}}{{x + 2}} = x + 1 + \frac{1}{{x + 2}}\).
Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\backslash \{ - 2\} \).
Ta có: \(y\prime = 1 - \frac{1}{{{{(x + 2)}^2}}} = \frac{{{x^2} + 4x + 3}}{{{{(x + 2)}^2}}} = 0 \Rightarrow x \in \left\{ { - 1;\, - 3} \right\}\).
Bảng biến thiên của hàm số:
Mệnh đề: Hàm số nghịch biến trên khoảng \(( - 3; - 1)\).
Vì \(x = - 2\) thuộc khoảng \(( - 3; - 1)\) nhưng hàm số không xác định tại \(x = - 2\), nên hàm số không nghịch biến trên toàn bộ khoảng \(( - 3; - 1)\).
Vậy a) sai.
b) Đồ thị có tiệm cận đứng: \(x = - 2\) và tiệm cận xiên: \(y = x + 1\).
Giao điểm hai tiệm cận là: \(I( - 2; - 1)\).
Gọi \(M(x;y) \in (C)\). Đặt \(t = x + 2\), với \(t \ne 0\).
Khi đó: \(x = t - 2\) và \(y = x + 1 + \frac{1}{{x + 2}} = t - 1 + \frac{1}{t}\).
Suy ra: \(M\left( {t - 2;\;t - 1 + \frac{1}{t}} \right)\).
Do \(I( - 2; - 1)\) nên: \(\overrightarrow {IM} = \left( {t;\;t + \frac{1}{t}} \right)\).
Khi đó: \(I{M^2} = {t^2} + {\left( {t + \frac{1}{t}} \right)^2} = 2{t^2} + \frac{1}{{{t^2}}} + 2\).
Đặt \(u = {t^2} > 0\), ta có: \(I{M^2} = 2u + \frac{1}{u} + 2\).
Xét hàm: \(f(u) = 2u + \frac{1}{u} + 2\), với \(u > 0\).
Cách 1. Ta có: \(f\prime (u) = 2 - \frac{1}{{{u^2}}}\);
\(f\prime (u) = 0 \Leftrightarrow 2 = \frac{1}{{{u^2}}} \Leftrightarrow {u^2} = \frac{1}{2} \Leftrightarrow u = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\) (do \(u > 0\)).
Cách 2. Áp dụng bất đẳng thức AM-GM, ta có
\(f(u) = 2u + \frac{1}{u} + 2 = 2 + \left( {2u + \frac{1}{u}} \right) \ge 2 + 2\sqrt {2u.\frac{1}{u}} = 2 + 2\sqrt 2 \). Dấu “=”, xảy ra khi \(2u = \frac{1}{u} \Rightarrow u = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\).
Khi đó: \({f_{\min }} = 2 \cdot \frac{1}{{\sqrt 2 }} + \sqrt 2 + 2 = 2\sqrt 2 + 2\).
Vậy: \(I{M_{\min }} = \sqrt {2\sqrt 2 + 2} \).
Vậy b) sai.
c) ĐTHS có hai điểm cực trị \(A( - 3; - 3)\) và \(B( - 1;1)\).
Khoảng cách hai điểm cực trị là: \(AB = \sqrt {{{( - 1 + 3)}^2} + {{(1 + 3)}^2}} = 2\sqrt 5 \).
Vậy c) sai.
d) Đúng.