(Trả lời ngắn) 16 bài tập Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (có lời giải)
16 câu hỏi
Cho hàm số \[y = f\left( x \right)\]có bảng biến thiên như sau:
Số nghiệm thực của phương trình \(2f\left( x \right) - 7 = 0\) là
Số nghiệm thực của phương trình \(2f\left( x \right) - 7 = 0\) chính là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) và đường thẳng \(y = \frac{7}{2}\).
Đường thẳng \(y = \frac{7}{2}\) cắt đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) tại 4 điểm phân biệt.
Vậy phương trình \(2f\left( x \right) - 7 = 0\) có đúng 4 nghiệm thực phân biệt.
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như hình vẽ.
Số nghiệm của phương trình \(2f\left( x \right) + 5 = 0\) là
Ta có: \(2f\left( x \right) + 5 = 0\) \( \Leftrightarrow f\left( x \right) = \frac{{ - 5}}{2}\)
Số nghiệm của phương trình là giao điểm của đồ thị \(y = \frac{{ - 5}}{2}\) và \(y = f\left( x \right)\).
Từ bảng biến thiên ta có: số nghiệm của phương trình là 2.
Phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị hàm số \[y = (x - 1)({x^2} - 4x + 4)\] và \[Ox\]:
\[\begin{array}{l}(x - 1)({x^2} - 4x + 4) = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 1\\x = 2\end{array} \right.\end{array}\]
Vì phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị hàm số \[y = (x - 1)({x^2} - 4x + 4)\] và \[Ox\] có 2 nghiệm nên số điểm chung của đồ thị với trục \[Ox\] là 2.
Ta có \(y' = {x^2} + 2x - 2\) suy ra \(y'\left( 1 \right) = 1\). Phương trình tiếp tuyến tại \(M\left( {1;\frac{1}{3}} \right)\) là
\[y = 1\left( {x - 1} \right) + \frac{1}{3} = x - \frac{2}{3}\].
Trả lời:\(y = x - \frac{2}{3}\)
Cho hàm bậc ba \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị trong hình bên. Số nghiệm của phương trình \(f\left( x \right) = 2\) là
Ta có: số nghiệm của phương trình \(f\left( x \right) = 2\) bằng số giao điểm giữa đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) và đường thẳng \(y = 2\).
Dựa vào hình vẽ, hai đồ thị cắt nhau tại 3 điểm phân biệt.
Vậy phương trình \(f\left( x \right) = 2\) có 3 nghiệm.
TXĐ: \(D = \mathbb{R}\).
Ta có \(y' = 3{x^2} - 4x + 3\).
Hệ số góc của tiếp tuyến là \(k = y'\left( { - 1} \right)\)\( = 3.{\left( { - 1} \right)^2} - 4.\left( { - 1} \right) + 3\)\( = 10\).
Cho hàm số \(y = \frac{{ax + 1}}{{bx - 2}}\) có đồ thị như hình vẽ. Tính \(T = a + b\).
\(y' = \frac{{ - 2a - b}}{{{{\left( {bx - 2} \right)}^2}}}\).
Dựa vào đồ thị hàm số \( \Rightarrow \) hàm số nghịch biến trên tập xác định \( \Rightarrow - 2a - b < 0\) \(\left( * \right)\).
Đồ thị có hai đường tiệm cận: \(x = 2\) và \(y = 1\).
Khi đó \(\left\{ \begin{array}{l}\frac{a}{b} = 1\\\frac{2}{b} = 2\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 1\\b = 1\end{array} \right.\) Thỏa mãn \(\left( * \right)\). Vậy \(T = 2\).
Trong 20 phút theo dôi, lưu lượng nước của một con sông được tính theo công thức \({\rm{Q}}\left( {\rm{t}} \right) = - \frac{1}{5}{t^3} + 5{t^2} + 100\), trong đó Q được tính theo \({{\rm{m}}^3}/\) phút, \({\rm{t}}\) tính theo phút, \(0 \le {\rm{t}} \le 20\) (Nguồn: A. Bigalke et al., Mathematik, Grundkurs ma-1, Cornelsen 2016). Khi lưu lượng nước của con sông lên đến \(550{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}/\) phút thì cảnh báo lũ được đưa ra.
Trong thời gian theo dōi, lưu lượng nước của con sông lớn nhất là bao nhiêu? Cảnh báo lũ được đưa ra vào thời điếm nào?
Xét hàm số \({\rm{Q}}\left( {\rm{t}} \right) = - \frac{1}{5}{t^3} + 5{t^2} + 100\) với \({\rm{t}} \in \left[ {0;20} \right]\).
Ta có \({\rm{Q}}\left( {\rm{t}} \right) = - \frac{3}{5}{t^2} + 10t\);
\({\rm{Q'}}\left( {\rm{t}} \right) = 0 \Leftrightarrow - \frac{3}{5}{t^2} + 10t = 0 \Leftrightarrow t = \frac{{50}}{3}\) hoă̆ct \( = 0\).
Bảng biến thiên của hàm số trên đoạn [0; 20] như sau:
Từ bảng biến thiên suy ra tại \(t = \frac{{50}}{3}\), tức là lưu lượng nước của con sông lớn nhất là \(\frac{{15200}}{{27}}\) \({{\rm{m}}^3}/\) phút tại thời điểm \(t = \frac{{50}}{3}\) phút.
Cảnh báo lũ được đưa ra khi lưu lượng nước của con sông lên đến \(550{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}/\) phút, tức là \(Q\left( t \right) \ge 550 \Leftrightarrow \) \( - \frac{1}{5}{t^3} + 5{t^2} + 100 \ge 550 \Leftrightarrow - \frac{1}{5}{t^3} + 5{t^2} + 450 \ge 0 \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{{\rm{t}} \le 5 - 5\sqrt 7 }\\{15 \le {\rm{t}} \le 5 + 5\sqrt 7 }\end{array}} \right.\).
Lại có \({\rm{t}} \in \left[ {0;20} \right]\) nên \(15 \le t \le 5 + 5\sqrt 7 \).
Vậy tại thời điếm \(t \in \left[ {15;5 + 5\sqrt 7 } \right]\) phút thì cảnh báo lũ được đưa ra.
Xét hàm số \(f\left( x \right) = \left( {{x_0} - x} \right){x^2}\) với \({x_0}\) cố định và \(\frac{1}{2}{x_0} \le x \le {x_0}\).
Do \(k\) là hằng số nên vận tốc của luồng khí một cơn ho lớn nhất khi \(f\left( x \right)\) đạt giá trị lớn nhất.
Ta có \(f\left( x \right) = - {x^3} + {x_0}{x^2}\);
\(f'\left( x \right) = - 3{x^2} + 2{x_0}x\)
Bảng biến thiên:
Học thông minh hơn mỗi ngày
Xem toàn bộ 16 câu hỏi và nhiều hơn nữa với tài khoản miễn phí
Anh Nam có một mảnh đất rộng và muốn dành ra một khu đất hình chữ nhật có diện tích \(200{\rm{\;}}{{\rm{m}}^2}\) để trồng vài loại cây mới. Anh dự kiến rào quanh ba cạnh của khu đất hình chữ nhật này bằng lưới thép, cạnh còn lại (chiều dài) sẽ tận dụng bức tường có sẵn (Hình 1.36). Do điều kiện địa lí, chiều rộng khu đất không vượt quá \(15{\rm{\;m}}\), hỏi chiều rộng của khu đất này bằng bao nhiêu để tổng chiều dài lưới thép cần dùng là ngắn nhất (nghĩa là chi phí rào lưới thép thấp nhất)?
Gọi \(x\left( {{\rm{\;m}}} \right)\) là chiều rộng của khu đất hình chữ nhật cần rào.
Theo đề bài, ta có \(0 < x \le 15\).
Diện tích khu đất này là \(200\left( {{\rm{\;}}{{\rm{m}}^2}} \right)\) nên chiều dài của khu đất là \(\frac{{200}}{x}\left( {{\rm{\;m}}} \right)\).
Tổng chiều dài lưới thép rào quanh khu đất là \(L\left( x \right) = 2x + \frac{{200}}{x}\left( {{\rm{\;m}}} \right)\).
Xét hàm số: \(L\left( x \right) = 2x + \frac{{200}}{x}\), với \(x \in \left( {0;15} \right]\).
Ta có: \(L'\left( x \right) = 2 - \frac{{200}}{{{x^2}}} = \frac{{2{x^2} - 200}}{{{x^2}}}\);
\(L'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow x = 10({\rm{\;do\;}}x > 0){\rm{.}}\)
Ta có: 
\(L\left( {10} \right) = 40\)
\(L\left( {15} \right) = \frac{{130}}{3}.\)
Bảng biến thiên:
Dựa vào bảng biến thiên, chiều dài lưới thép ngắn nhất là 40m khi chiều rộng khu đất này là x = 10(m) (và chiều dài là .
Ta có:
Theo đề bài, ta có: P(0) = 20 và P'(0) = 12. Do đó, ta có hệ phương trình:
Giải hệ phương trình này, ta được a = 25 và .
Khi đó, , tức là số lượng quần thể nấm men luôn tăng.
Tuy nhiên, do 
nên số lượng quần thể nấm men tăng nhưng không vượt quá 100 tế bào.
Đổi 1 lít = 1000 cm3 .
Gọi r (cm) là bán kính đáy của hình trụ, h (cm) là chiều cao của hình trụ.
Diện tích toàn phần của hình trụ là: .
Do thể tích của hình trụ là 1000 cm3 nên ta có: 1000 = V = , hay .
Do đó, diện tích toàn phần của hình trụ là:
Ta cần tìm r sao cho S đạt giá trị nhỏ nhất. Ta có:
Bảng biến thiên:
Khi đó:
Vậy cần sản xuất các hộp đựng hình trụ có bán kính đáy và chiều cao .
Xét hàm số \({\rm{y}} = {{\rm{x}}^3} - 3{{\rm{x}}^2} + 2\). Tập xác định của hàm số là \({\rm{D}} = {\rm{R}}\).
Ta có \({{\rm{y}}^\prime } = 3{{\rm{x}}^2} - 6{\rm{x}};{{\rm{y}}^{\prime \prime }} = 6{\rm{x}} - 6\); \({{\rm{y}}^{\prime \prime }} = 0 \Leftrightarrow {\rm{x}} = 1.{\rm{ }}\)
Với \({\rm{x}} = 1\), ta có \({\rm{y}}(1) = 0\).
Vậy \({\rm{I}}(1;0)\).
Cho hàm số bậc ba y = f (x) có đồ thị như Hình vẽ. Tìm công thức của hàm số.
Giả sử hàm số bậc ba cần tìm có dạng \({\rm{y}} = {\rm{f}}({\rm{x}}) = {\rm{a}}{{\rm{x}}^3} + {\rm{b}}{{\rm{x}}^2} + {\rm{cx}} + {\rm{d}}({\rm{a}} \ne 0)\).
Quan sát Hình vẽ , ta thấy đồ thị hàm số đi qua các điềm \((0;5),(1;1)\) và \((3;5)\).
Với \({\rm{x}} = 0\) thì \({\rm{y}} = 5\), thay vào hàm số ta suy ra \({\rm{d}} = 5\).
Khi đó hàm số trở thành \({\rm{y}} = {\rm{f}}({\rm{x}}) = {\rm{a}}{{\rm{x}}^3} + {\rm{b}}{{\rm{x}}^2} + {\rm{cx}} + 5\).
Với \({\rm{x}} = 1\) thì \({\rm{y}} = 1\), thay vào hàm số \({\rm{ta}}\) được \({\rm{a}} + {\rm{b}} + {\rm{c}} + 5 = 1\) (1).
Ta thấy đồ thị hàm số có hai điềm cực trị là \((1;1)\) và \((3;5)\), tức là phương trình \({{\rm{y}}^\prime } = 0\) có hai nghiệm là \({\rm{x}} = 1\) và \({\rm{x}} = 3\).
Ta có \({{\rm{y}}^\prime } = 3{\rm{a}}{{\rm{x}}^2} + 2{\rm{bx}} + {\rm{c}}\).
Với \({\rm{x}} = 1\) thì \({{\rm{y}}^\prime } = 0\) nên ta có \(3{\rm{a}} + 2\;{\rm{b}} + {\rm{c}} = 0\) (2).
Với \({\rm{x}} = 3\) thì \({{\rm{y}}^\prime } = 0\) nên ta có \(27{\rm{a}} + 6\;{\rm{b}} + {\rm{c}} = 0\) (3).
Từ (1), (2) và (3) ta suy ra \({\rm{a}} = - 1;{\rm{b}} = 6;{\rm{c}} = - 9\).
Vậy hàm số cần tìm là \({\rm{y}} = {\rm{f}}({\rm{x}}) = - {{\rm{x}}^3} + 6{{\rm{x}}^2} - 9{\rm{x}} + 5\).
Một phần đường ray tàu lượn siêu tốc có dạng đồ thị hàm số bậc ba: y = f(x) = ax3 + bx2 + cx + d, (\[a \ne 0\]). Trục Ox mô tả quãng đường tàu di chuyển theo chiều ngang (tính bằng centimét), trục Oy mô tả chiều cao của đường ray (tính bằng centimét) tại mỗi vị trí x. Chiều cao xuất phát là 50 cm. Tàu xuống dưới mặt đất lần thứ nhất từ vị trí x = 20 cm, tàu lên khỏi mặt đất ở vị trí x = 50 cm và sau đó xuống dưới mặt đất lần thứ hai ở vị trí x = 100 cm.
Xét đồ thị của hàm số đã cho khi x \[ \in \] [0; 100] như hình vẽ:
a) Tìm công thức hàm số f(x).
b) Tìm điểm cao nhất của đường ray khi tàu lên khỏi mặt đất và toạ độ điểm thấp nhất của đường ray khi tàu xuống dưới mặt đất.
a) Do đồ thị hàm số giao với trục hoành tại các điểm x = 20; x = 50, x = 100 nên phương trình f(x) = 0 có 3 nghiệm 20, 50, 100, từ đó ta có: y = a(x – 20)(x – 50)(x – 100).
Mặt khác, tại điểm x = 0 ta có y = 50, suy ra: 50 = a(0 – 20)(0 – 50 )(0 – 100) hay a = \[ - \frac{1}{{2000}}\].
Suy ra: \[y = - \frac{1}{{2000}}\left( {x - 20} \right)\left( {x - 50} \right)\left( {x - 100} \right) = - \frac{1}{{2000}}{x^3} + \frac{{17}}{{200}}{x^2} - 4x + 50\].
b) Các điểm cần thìm chính là các điểm cực trị của hàm số: \[y = f(x) = - \frac{1}{{2000}}{x^3} + \frac{{17}}{{200}}{x^2} - 4x + 50\]
\[y' = - \frac{3}{{2000}}{x^2} + 1\frac{{17}}{{200}}x - 4 = 0 \Leftrightarrow x = \frac{{100}}{3};x = 80\]
Ta có các điểm cực trị của hàm số f(x) là \[A\left( {\frac{{10}}{3}; - \frac{{200}}{{27}}} \right);B\left( {80;18} \right)\]
Bạn có thích hoạt động này không?
Hãy lưu hoặc chia sẻ nội dung này đến mọi người.
Gợi ý cho bạn
Ý tưởng của bạn, bài học của bạn
Tự thiết kế đề thi, bài giảng hoặc flashcard theo cách riêng.
