Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số có chứa dấu giá trị tuyệt đối Toán 12

Tài liệu gồm 20 trang, được biên soạn bởi thầy giáo Nguyễn Hữu Tình (giáo viên Toán trường THPT chuyên Võ Nguyên Giáp, tỉnh Quảng Bình), hướng dẫn phương pháp giải dạng toán tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số có chứa dấu giá trị tuyệt đối.

PHẦN MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Bài toán tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất nói chung và bài toán tìm giá trị
lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số chứa dấu giá trị tuyệt đối một trong
những bài toán khá hấp dẫn và khó trong chương trình Toán THPT. Đã có nhiều tài
liệu trình bày về kthuật tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của các biểu thức
nhiều biến, lượng giác, bằng nhiều phương pháp khác nhau như đạo hàm, bất
đẳng thức, lượng giác …(Chuyên đBồi dưỡng Học sinh giỏi, Phan Huy Khải).
Tuy nhiên, việc tìm giá trị lớn nhất nhỏ nhất của một m số chứa dấu giá trị
tuyệt đối thì còn hạn chế. Trong quá trình giảng dạy, thông qua việc tham khảo
nhiều tài liệu riêng lẻ, tôi thấy đây là một trong những nội dung rất hay rất thích
hợp với việc thi Toán với hình thức thi trắc nghiệm n tôi chọn đề tài: Tìm gtr
lớn nhất giá trị nhỏ nhất của hàm số chứa dấu giá trị tuyệt đối để làm chuyên
đề chuyên môn trăng năm học này.
1.2. Điểm mới của đề tài
- Xây dựng được quy trình tính nhanh các bài toán tìm giá trị lớn nhất, giá trị
nhỏ nhất của hàm số có chứa dấu giá trị tuyệt đối.
PHẦN NỘI DUNG
2.1. Thực trạng của vấn đề tìm gtrị lớn nhất gtrị nhỏ nhất của hàm số
có chứa dấu giá trị tuyệt đối.
Như đã nói trên, trong các thi gần gũi nhất thi Tốt nghiệp THPT
Quốc gia thường các câu hỏi về việc tìm giá trị lớn nhất giá trị nhỏ nhất của
các hàm số chứa dấu giá trị tuyệt đối. Học sinh thường gặp khá nhiều khó khăn
và mất khá nhiều thời gian cho bài toán này.
2.1. Nội dung giải pháp
1. Một số kiến thức, kí hiệu ban đầu
Định nghĩa:
Cho hàm
f
xác định trên
, .
D D
+ Số
M
được gọi là giá trị lớn nhất của hàm số
f
trên
D
nếu
,
f x M x D
và tồn tại
0
x D
sao cho
0
.
f x M
Kí hiệu:
max
x D
f x M
hay
max .
D
f M
+ Số
m
được gọi là giá trị nhỏ nhất của hàm số
f
trên
D
nếu
,
f x M x D
và tồn tại
0
x D
sao cho
0
.
f x m
Kí hiệu:
min
x D
f x m
hay
max .
D
f m
Một số định lí
Định 1. Cho
f x
xác định trên
D
,
A B D
.
A B
Giả sử
min ;min ;max ;max
A B
A B
f f f f
tồn tại. Khi đó ta có,
max max ;min min .
A B
A B
f f f f
Chứng minh:
+ Giả sử,
0
max ,
A
f x f x
với
0
.
x A
Do
0 0 0
max .
B
x A B x B f x f x
+ Chứng minh tương tự cho
min min .
A B
f f
Định 2. Cho
,
f g
hai hàm số cùng xác định trên
D
, .
f x g x x D
Giả sử
max ;max
D D
f g
tồn tại. Khi đó ta có,
max max .
D D
f g
Chứng minh
Giả sử
0
max ,
D
g x g x
với
0
.
x D
Do
0 0
, .
f x g x x D f x g x
Lại có,
0
max .
D
f x f x
Suy ra,
max max .
D D
f g
Định lí 3. Cho
f
hàm số xác định trên
1 2
.
D D D
Giả sử,
max ,min
i
i
D
D
f f
, (với
1,2)
i
đều tồn tại. Khi đó ta có:
1 2
max max max ;max ,
D D D
f f f
(1)
1 2
min min min ;min .
D D D
f f f
(2)
Chứng minh
Ta chứng minh (1), ((2) được chứng minh tương tự).
1 2
,
D D D
nên theo định lí 2, ta
1 2
max max max max ;max max .
i
D D D D D
f f f f f
(3)
Giả sử,
0 0
max , .
D
f f x x D
Do
1 2
D D D
nên hoặc
0 1
x D
hoặc
0 2
.
x D
Không mất tính tổng quát, ta có thể giả sử
0 1
.
x D
Theo định nghĩa, ta phải có
1 1 2
0 0
max max max max ;max
D D D D
f x f f f x f f
(4)
Từ (3) và (4), suy ra điều phải chứng minh.
Định lí 4. Cho hàm số
f
xác định trên
.
D
Giả sử
min ,max
D
D
f f
đều tồn tại.
Khi đó ta có:
max min ;min max .
D D
D D
f f f f
Chứng minh
+ Giả sử,
0 0
max , .
D
f f x x D
Suy ra,
0 0
, ,f x f x x D f x f x x D
0
min max .
D
D
f f x f
Hay
max min .
D
D
f f
+ Phần còn lại chứng minh tương tự.
Định 5. Cho hàm số
1 2
, ,...,
n
f f f
cùng xác định trên
.
D
Đặt
1 2
... .
n
f f f f
Giả sử
min ,min ,max ,max , 1,
i i
D D
D D
f f f f i n
đều tồn tại. Khi
đó, ta có:
1
max max
n
i
D D
i
f f
.
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi
0
x D
sao cho
0
max , 1, .
i i
D
f f x i n
1
min min .
n
i
D D
i
f f
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi
0
x D
sao cho
0
min , 1, .
i i
D
f f x i n
Chứng minh
Lấy tùy ý
.
x D
Khi đó ta có,
max , 1, .
i i
D
f x f i n
Từ đó suy ra,
1 1
max , .
n n
i i
D
i i
f f f x D
Do điều này đúng với mọi
x
tùy ý thuộc
D
nên suy ra
1
max max
n
i
D D
i
f f
. (5)
Bây giờ ta xét điều kiện để dấu bằng xảy ra, tức
1
max max
n
i
D D
i
f f
.
Giả sử, tồn tại
0
x D
sao cho
0
max , 1, .
i
D
f f x u n
Khi đó,
0 0
1 1
max .
n n
i i
D
i i
f f x f x
Mặt khác, do
0
x D
nên
0
max .
D
f x f
(6)
Từ (5) và (6), suy ra
1
max max
n
i
D D
i
f x f
. Hơn nữa,
0
max .
D
f f x
+ Trường hợp còn lại chứng minh tương tự.
Định 6. Cho hàm số
1 2
, ,...,
n
f f f
cùng xác định trên
D
0, .
i
f x x D
Đặt
1 2
. .... .
n
f f f f
Giả sử
min ,min ,max ,max , 1,
i i
D D
D D
f f f f i n
đều tồn tại. Khi đó,
ta có:
1 2
max max . max ... max
n
D D D D
f f f f
.
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi
0
x D
sao cho
0
max , 1, .
i i
D
f f x i n
1 2
min min . min .... min .
n
D D D D
f f f f
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi
0
x D
sao cho
0
min , 1, .
i i
D
f f x i n
Chứng minh
Chứng minh tương tự định lí 5.
Định 7. Cho
,
f g
hai hàm số xác định trên
.
D
Đặt
.
h f g
Giả sử
min ;min ;min ;max ;max ;max
D D D
D D D
f g h f g h
đều tồn tại. Khi đó ta có:
max max min .
D
D D
h f g
(7)
Dấu bằng xảy ra khi chỉ khi tồn tại
0
x D
sao cho
0
max
D
f f x
0
min .
D
g g x
min min max .
D D
D
h f g
Dấu bằng xảy ra khi chỉ khi tồn tại
0
x D
sao cho
0
min
D
f f x
0
max .
D
g g x
Chứng minh
Ta có,
.
h x f x g x f x g x
Theo định lí 5, ta có:
max max max .
D D D
h x f x g x
(8)
Theo định lí 2, ta có:
max min min .
D D
D
g x g x g x
(9)
Từ (8) và (9), suy ra
max max min .
D
D D
h x f x g x
Vậy (7) đúng.
Vẫn theo tính chất 5 tdấu bằng trong (8) xảy ra khi chỉ khi tồn tại
0
x D
sao
cho
0 0
max ;max .
D D
f x f x g x g x
Nhưng
0 0 0
max min min .
D D
D
g x g x g x g x g x g x
Định 8. Cho
,
f g
hai hàm số xác định ơng trên
.
D
Đặt
.
f
h
g
Giả sử
min ;min ;min ;max ;max ;max
D D D
D D D
f g h f g h
đều tồn tại. Khi đó ta có:
max
max .
min
D
D
D
f
h
g
Dấu bằng xảy ra khi chỉ khi tồn tại
0
x D
sao cho
0
max
D
f f x
0
min .
D
g g x
min
min .
max
D
D
D
f
h
g
Dấu bằng xảy ra khi chỉ khi tồn tại
0
x D
sao cho
0
min
D
f f x
0
max .
D
g g x
Chứng minh tương tự định lí 7.
Định 9. Giả sử hàm
f
xác định liên tục trên
.
D
Khi đó, nếu đặt
max , min
D
D
M f x m f x
thì
0 nÕu 0
min
min ; nÕu 0.
D
Mn
f x
M m Mn
Chứng minh
Trước hết, ta
0,
f x x D
với mọi
;
c m M
thì tồn tại
: .
x D f x c
(10)
1. Nếu
0,
Mm
khi đó
0
m M
nên tồn tại
0
x D
sao cho
0
0.
f x
Kết hợp với (10), suy ra
min 0.
D
f x
2. Nếu
. 0
M m
. Không mất tính tổng quát, giả sử
0
M m
khi đó
0,
f x m x D
n
,
f x m x D
0
f x m
n
min min min ; min ; .
D D
f x f x m M m M m
Trường hợp
0
m M
, chứng minh tương tự.
Định 10. Cho
f
là hàm sxác định trên
D
tồn tại
max ,min
D
D
f x f x
. Khi
đó ta có:
max max max ; min .
D
D D
f x f x f x
(11)
Chứng minh
Áp dụng định 4, thì (11) tương đương với
max max max ; max .
D D D
f x f x f x
Lấy
0
x
tùy ý thuộc
,
D
xảy ra hai khả năng sau:
1.
0
0.
f x
Khi đó,
0 0
max max max max ; max .
D D D D
f x f x f x f x f x f x
2.
0
0
f x
. Khi đó,
0 0
max max max max ; max .
D D D D
f x f x f x f x f x f x
Do
0
x
tùy ý thuộc D nên suy ra,
max max max ; max .
D D D
f x f x f x
(12)
Bây giờ, không giảm tính tổng quát, giả sử
max max ; max max , .
D D D
f x f x f x f c c D
(Trường hợp còn lại
chứng minh tương tự).
Khi đó,
max max max ; max
D D D
f x f c f x f x
(13)
Từ (12) và (13), suy ra
max max max ; max
D D D
f x f x f x
Định 11. Cho hàm s
f x
xác định trên
D
. Đặt
1 2
: 0 ; : 0 .
D x D f x D x D f x Giả sử
1
min
D
f x
2
max
D
f x
đều
tồn tại. Khi đó ta có:
1
2
min min min ; max .
D D
D
f x f x f x
Chứng minh.
Từ các giả thiết, ta suy ra
1 1
min min
D D
f x f x
(14)
2
2
max ,
D
f x f x x D
. (15)
Giả sử,
2
0 0 2
max ,
D
f x f x x D
nên ta có
2
0
max .
D
f x f x
(16)
Từ đó (15) và (16) suy ra,
2
2
min max .
D
D
f x f x
(17)
Áp dụng tính chất 4, (14), (17) suy ra:
1 2 1
2
min min min ;min min min ; max .
D D D D
D
f x f x f x f x f x
Định lí 12. Cho hàm số
f x
xác định trên
D
. Giả sử
min : ;max : ;
D
D
f x m f x M
Khi đó
nÕu . 0
max ;min ;
2
2
0 u . 0
D
D
M m M m
M m M m
p q
f x f x
p q
Chứng minh
Theo định lí 10, ta có
max max max ; min .
D
D D
f x f x f x
(18)
+ Nếu
0
M m
thì
max max , .
2 2
D
M m M m
M m M m
f x M m M
+ Nếu
, 0
M m
thì do
M m M m
0
M m
max max ,
D
f x M m m
.
Mặt khác,
.
2 2
M m M m
M m M m
m
+ Nếu
0
M m
thì
max max ,
D
f x M m M
Mặt khác,
.
2 2
M m M m
M m M m
M
+ Nếu
0, 0
M m
M m
thì
max max , .
D
f x M m m
Mặt khác,
.
2 2
M m M m
M m M m
m
Vậy, trong mọi trường hợp, ta đều có:
max .
2
D
M m M m
f x
Chứng minh tương tự cho kết quả
. 0
min ;
2
0 . 0
D
M m M m
p q
f x
p q
nÕu
nÕu
2. Ví dụ
Ví dụ 1. Tìm giá trị lớn nhất của hàm số
3 2
3 9 2
y x x x
trên
0;4 .
A.
5.
B.
25.
C.
18.
D.
32.
Lời giải
Xét hàm số
3 2
3 9 2
f x x x x
trên đoạn
0;4 .
Ta có,
2
' 3 6 9 ' 0 1 0;4 , 3 0;4
f x x x f x x x .
Lại có
0 2; 3 25, 4 18
f f f
nên
0;4
0;4
max 2,min 25
f x f x
Theo định lí 12, suy ra
0;4
2 25 2 25
max 25 3 .
2
f x f
dụ 2: Gọi S tập hợp tất cả các gtrị thực của tham số m sao cho giá trị nhỏ
nhất của m số
4 2
2
y x x m
trên
1;2
bằng 2. Tổng tất cả các phần tử của
S bằng
A.
2.
B.
7.
C.
14.
D.
3.
Lời giải
Xét hàm số
4 2
2
f x x x m
thì
2
' 4 4 ' 0 0, 1, 1.
f x x x f x x x x
Ta có
1 1; 0 ; 1 1; 2 8
f m f m f m f m
nên
1;2
1;2
min : 1;max : 8;
f x m f x m
+ Nếu
1 8 0 1 8
m m m
thì
4 2
1;2
min 2 0
x x m
(không thỏa
mãn)
+ Nếu
1
m
hoặc
8
m
thì
1;2
1 8 1 8
2 7 9
max
2 2
m m m m
m
y
Ta phải có:
2 7 9
2 2 7 13 10, 3
2
m
m m m
(thỏa mãn)
Vậy,
3;10
S
nên tổng các phần tử của S bằng 7.
Chọn B.
dụ 3: Gọi S tập hợp tất cả các giá trị thực của tham số m sao cho gtrị lớn
nhất của hàm số
2
2
2
x mx m
y
x
trên
1;1
bằng 3. Tổng tất cả các phần tử của
S bằng
A.
8
.
3
B.
5.
C.
5
.
3
D.
1.
Lời giải
Xét hàm s
2
2
2
x mx m
f x
x
thì
2
2
4
' ' 0 0, 4 1;2 .
1
x x
f x f x x x
x
Ta
1
1 ; 0 ; 1 1;
3
f m f m f m
nên
1;2
min : 1;
f x m
1;2
max : ;
f x m
Suy ra,
1;1
1 1
2 1 1
max
2 2
m m m m
m
y
Ta phải có:
2 1 1
3 2 1 1 6 2, 3
2
m
m m m
(thỏa mãn)
Vậy,
3;2
S
nên tổng các phần tử của S bằng
1
.
dụ 4: Cho m số
2
f x ax bx c
đồ thị như hình
vẽ. Gọi
S
là tập hợp tất ccác giá trị của tham s
m
để giá trị
lớn nhất của hàm số
g x f x m
trên đoạn
1;5
bằng
10. Tính tổng các phần tử của tập S.
A.
12.
B.
12.
C.
8.
D.
4.
Lời giải
Ta thấy, đồ thị hàm số
f x
đi qua c điểm
1;2 , 1; 2
đỉnh
1; 2
nên ta có
2
2 1, 1, 1
1
2
a b c
a b c a b c
b
a
nên
2
2 1.
f x x x
Trên đoạn
1;5
, hàm số
f x
có một cực trị là
1
x
.
x
y
-2
2
-1
O
1
Lại có
1 2, 1 2, 5 14
f f f
nên
1;5
1;5
max 14,min 2.
f x f x
Xét hàm số
h x f x m
thì
1;5
1;5
min 2,max 14
h x m h x m
nên
1;5
14 2 14 2
max 6 8.
2
m m m m
g x m
Theo đề bài, ta phải có
1;5
max 10 6 8 10 4, 8.
g x m m m
Vậy
4; 8
S
nên tổng các phần tử của
S
bằng
12.
dụ 5. Cho hàm s
3 2
y x x x m
. Có bao nhiêu số nguyên m để
1;3
min
y
nhỏ
hơn 3?
A.
21.
B.
22.
C.
4.
D.
20.
Lời giải
Xét hàm số
3 2
f x x x x m
thì
2
1
' 3 2 1 ' 0 1, 1;3
3
f x x x f x x x
Ta có
1 1; 3 15
f m f m
nên
1;3
1;3
min 1;max 15;
f x m f x m
+ Nếu
1 15 0 15 1
m m m
thì
1;3
min 0
y
(thỏa mãn).
Vậy, trường hợp này thì
17.
S
+ Nếu
15
m
hoặc
1
m
thì
1;3
1 15 1 15
min 7 8
2
m m m m
y m
Ta phải có:
7 8 3 7 11 18 4.
m m m
Kết hợp với điều kiện
15
m
hoặc
1
m
thì ta được
16; 17;2;3 .
m
Tức
4
S
.
Vậy, có
21
số nguyên m thỏa mãn.
dụ 6. Cho m số
4 3 2
4 4 .
f x x x x m
Tìm
m
để gtrị lớn nhất của
hàm số
f x
trên đoạn
0;3
đạt giá trị nhỏ nhất.
Lời giải
Xét hàm
4 3 2
4 4
f x x x x m
3 2
' 4 12 8 ,f x x x x x
0
' 0 1 .
2
x
f x x
x
Lại có,
0 ; 1 1; 2 ; 3 9
g m g m g m g m
nên
0;3
max 9;
g x m
0;3
min
g x m
do đó
0;3
9 9 2 9 9
9
max , .
2 2 2
m m m m m
f x m
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi
9
.
2
m
Vậy, giá trị lớn nhất của hàm số
f x
trên đoạn
0;3
nhỏ nhất khi chỉ khi
9
.
2
m
dụ 7. Cho hàm s
3
3 .
y f x x x m
Gọi S tập hợp các giá trị của tham
số m để
0;2
0;2
min max 6.
y y
Tính số phần tử của S.
A.
0.
B.
6.
C.
1.
D.
2.
Lời giải
Ta có,
2
' 3 3 ' 0 0, 1.
f x x f x x x
0 ; 1 2; 2 2
f m f m f m
nên
0;2
0;2
min 2;max 2.
y m y m
Ta có,
0;2
2 2 2 2
max 2.
2
m m m m
y m
+ Nếu
2 2
m
thì
0;2
min 0
y
nên ta phải
2 0 6 4
m m
(không
thỏa mãn).
+ Nếu
2
m
hoặc
2
m
t
0;2
min 2
y m
nên ta phải
2 2 6 3
m m m
(Thỏa mãn)
Vậy,
2.
S
dụ 8 (Phú Thọ - 2020). Cho hàm số
4 2
2
y f x x x m
. Gọi S là tập hợp
các giá trị nguyên của m thuộc đoạn
2020;2020
sao cho
0;2
0;2
max 3min .
y y
Tổng các phần tử của S bằng
A.
63.
B.
51.
C.
195.
D.
23.
Lời giải
Ta có,
3
' 4 4 ' 0 0, 1 0;2 , 1.
f x x x f x x x x
0 ; 1 1; 2 8
f m f m f m
nên
0;2
0;2
max 8;min 1.
f x m f x m
Ta có,
0;2
2 7 9
max .
2
m
y
+ Nếu
8 1
m
thì
0;2
min 0
y
nên không thể có
0;2
0;2
max 3min .
y y
+ Nếu
8
m
hoặc
1
m
thì
0;2
2 7 9
min
2
m
y
Để
0;2
0;2
max 3min
y y
thì
2 7 9 2 7 9
3. 2 7 18
2 2
m m
m
2 7 18
2 7 18
m
m
11
2
25
2
m
m
Kết hợp với điều kiện
8
m
hoặc
1
m
thì ta phải có
12,5
m
hoặc
5,5
m
.
Theo đề bài thì
, 2020;2020
m m
nên
2020; 2019; 2018;...; 13;6;7;...;2020
m S
Vậy
7
6 7 8 9 10 11 12 . 6 12 63.
2
S
Chọn A.
dụ 9 (Lương Gia Huy). Biết rằng hàm số
4 2
f x ax bx c
đúng ba
điểm chung với trục hoành
1 1, ' 1 0.
f f
Gọi
* 12, 0;2
S m f x m x
. Số phần tử của tập
S
A.
10.
B.
11.
C.
12.
D.
0.
Lời giải
Đồ thị hàm số
f x
đúng 3 điểm chung với trục hoành nên đồ thị tiếp xúc với
trục hoành tại gốc tọa độ nên
0 0 0.
f c
Lại do
' 1 0
f
nên
4 2 0.
a b
(1)
1 1 1
f a b
(2)
Từ (1) và (2), suy ra
1, 2.
a b
Vậy
4 2
2 .
f x x x
Theo đề, ta phải
0;2
12, 0;2 max 12
f x m x g x
với
.
g x f x m
Ta thấy,
3
1
' 4 4 ' 0
0
x
g x x x g x
x
0 ; 1 1; 2 8
g m g m g m
nên
0;2
8 1 8 1
2 7 9
max
2 2
m m m m
m
g x
.
Suy ra, ta có:
2 7 9 24 15 2 7 15 4 11
m m m
.
Vậy,
1;2;,...,11
S
nên
11.
S
dụ 10. Cho hàm số
3 2 2
1 27 .
y x x m x Gọi
S
tập tất ccác giá trị
của tham sm sao cho giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn
3; 1
giá trị nhỏ
nhất. Khi đó, tích của các phần tử của
S
A.
4.
B.
4.
C.
8.
D.
8.
Lời giải
Xét hàm số
3 2 2
1 27
f x x x m x
2 2
' 3 2 1 0, 3; 1 .
f x x x m x
Lại có
2 2
3 6 3 , 1 26 .
f m f m
Ta thấy,
2 2 2 2 2
26 6 3 20 2 0 26 6 3
m m m m m
nên
2 2
3; 1
3; 1
max 26 , min 6 3 .
f x m f x m
Suy ra,
2 2 2 2
2 2
3; 1
6 3 26 6 3 26
max 28 10
2
m m m m
f x m m g m
+ Nếu
2
8 0 2 2 2 2
m m thì
2
26 18, 2 2;2 2 .
g m m m
+ Nếu
2
8 0 2 2, 2 2m m m thì
2
3 6 18, ; 2 2g m m m

2 2; )

.
Vậy,
3 ; 1
min max 18 2 2, 2 2.f x m m
Hay
2 2;2 2S
nên tích
tất cả các phần tử của S 8.
3. Bài tập tự luyện
Bài tập 1. Cho hàm s
4 3
4y x x m . bao nhiêu giá trị của tham sm đ
4; 2
min 2020?y
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Bài tập 2. Gọi S là tập hợp các giá trị của tham số m để giá trị lớn nhất của hàm số
2
3
3
x mx m
y
x
trên đoạn
2;2
bằng 5. Tính tổng các phần tử của .S
A. 4. B. 5. C. 1. D. 4.
Bài tập 3. Cho hàm số
y f x
liên tục đồ thị
như hình vẽ.
Gọi S là tổng các giá trị nguyên của tham số m sao cho
giá trị lớn nhất của hàm số
y f x m trên đoạn
1;3
nhỏ hơn hoặc bằng 2020.
Giá trị của S bằng
A. 2019. B. 2018. C. 1. D. 0.
Bài tập 4. bao nhiêu số nguyên m đ giá trị nhỏ nhất của hàm số
2
4cos 2sin 4y x x m trên đoạn 0;
2
nhỏ hơn hoặc bằng 4?
A. 12. B. 14. C. 13. D. 15.
Bài tập 5. Cho hàm số
2
2 3
f x x mx
. Có bao nhiêu giá trị nguyên của m để
giá trị lớn nhất của
f x
trên đoạn
1;2
không lớn hơn 3?.
A.
1.
B.
2.
C.
3.
D.
4.
Bài tập 6. Tính tổng tất cả các giá trị nguyên lớn hơn 6 của tham sm sao cho giá
trị của hàm số
2
1
y x m x m
trên
2; 1
m
nhỏ hơn 2020.
A.
2043210.
B.
2034201.
C.
3421020.
D.
3412020.
Bài tập 7. Cho hàm số
sin cos .
y x x m
bao nhiêu giá trị của tham số m để
giá trị lớn nhất của hàm số trên bé hơn 2?
A.
0.
B.
1.
C.
2.
D.
3.
Bài tập 8. Cho hàm số
3 2
3
f x x x m
. Tìm tất cả c giá trcủa m thỏa mãn
1;3
1;3
3max 2min 17.
f x f x
A.
9; 5;29 .
m
B.
5
9; 5; .
3
m
C.
9; 5 .
m
D.
9; 5;5 .
m
Bài tập 9. Cho hàm số
f x
có bảng biến thiên như sau
x
4
3
1
0
2
4

'
f
0
0
0
0
f
4
4
2
3
3
1

Có bao nhiêu giá trị của tham số
m
để
3
1;1
11
max 3 .
2
f x x f m
A.
2.
B.
3.
C.
4.
D.
5.
PHẦN KẾT LUẬN
3.1. Ý nghĩa, phạm vi áp dụng của đề tài
Thông qua đề tài này, chúng ta thấy rằng, với một số bài toán thoạt nhìn ta
thấy việc giải bài toán đó theo cách thông thường đôi khi gặp khá nhiều khó khăn.
Tuy nhiên, bằng sự linh hoạt, sáng tạo hiểu được bản chất của vấn đchúng ta
có thể giải quyết nó mt cách nhanh chóng và kết quả hết sức bất ngờ.
Với đề tài này, bản thân tôi đã vận dụng trong quá trình dạy học sinh ôn thi
THPT Quốc gia năm học 2020 2021, 2021 2022 nhận thấy rằng, đa số học
sinh rất o hứng tiếp nhận phương pháp và cũng thực hiện rất tốt các bài tập
dạng liên quan. vậy, i cho rằng, với đtài này, các đồng nghiệp thể vận
dụng trong quá trình giảng dạy và học sinh học tập trong chương trình Giải tích lớp
12, đặc biệt chuyên đtìm gtrị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của m số một cách
có hiệu quả.
3.2. Kiến nghị, đề xuất
Trong quá trình thực hiện, chắc chắn sẽ không tránh khỏi những suất. Rất
mong được quí đồng nghiệp cũng như học sinh góp ý đề tài này thực sự một tài liệu
tham khảo có giá trị cho giáo viên và học sinh trong giải toán.
.
| 1/20

Preview text:

PHẦN MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài
Bài toán tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất nói chung và bài toán tìm giá trị
lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số có chứa dấu giá trị tuyệt đối là một trong
những bài toán khá hấp dẫn và khó trong chương trình Toán THPT. Đã có nhiều tài
liệu trình bày về kỹ thuật tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của các biểu thức
nhiều biến, lượng giác, … bằng nhiều phương pháp khác nhau như đạo hàm, bất
đẳng thức, lượng giác …(Chuyên đề Bồi dưỡng Học sinh giỏi, Phan Huy Khải).
Tuy nhiên, việc tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của một hàm số có chứa dấu giá trị
tuyệt đối thì còn hạn chế. Trong quá trình giảng dạy, thông qua việc tham khảo
nhiều tài liệu riêng lẻ, tôi thấy đây là một trong những nội dung rất hay và rất thích
hợp với việc thi Toán với hình thức thi trắc nghiệm nên tôi chọn đề tài: Tìm giá trị
lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số có chứa dấu giá trị tuyệt đối để làm chuyên
đề chuyên môn trăng năm học này.
1.2. Điểm mới của đề tài
- Xây dựng được quy trình tính nhanh các bài toán tìm giá trị lớn nhất, giá trị
nhỏ nhất của hàm số có chứa dấu giá trị tuyệt đối. PHẦN NỘI DUNG
2.1. Thực trạng của vấn đề tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số
có chứa dấu giá trị tuyệt đối.
Như đã nói trên, trong các kì thi và gần gũi nhất là kì thi Tốt nghiệp THPT
Quốc gia thường có các câu hỏi về việc tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của
các hàm số có chứa dấu giá trị tuyệt đối. Học sinh thường gặp khá nhiều khó khăn
và mất khá nhiều thời gian cho bài toán này. 2.1. Nội dung giải pháp
1. Một số kiến thức, kí hiệu ban đầu Định nghĩa:
Cho hàm f xác định trên D  ,D  . 
+ Số M được gọi là giá trị lớn nhất của hàm số f trên D nếu f  x  M , x   D
và tồn tại x  D sao cho f  x  M. 0  0
Kí hiệu: max f  x  M hay max f  M. x D  D
+ Số m được gọi là giá trị nhỏ nhất của hàm số f trên D nếu f  x  M , x   D
và tồn tại x  D sao cho f  x  . m 0  0
Kí hiệu: min f  x  m hay max f  . m x D  D Một số định lí
Định lí 1. Cho f  x xác định trên D   và , A B  D và A  . B Giả sử
min f ;min f ;max f ;max f tồn tại. Khi đó ta có, max f  max f ;min f  min f . A B A B A B A B Chứng minh:
+ Giả sử, max f  x  f x , với x  . A 0  0 A
Do x  A  B  x  B  f x  max f x . 0 0  0   B
+ Chứng minh tương tự cho min f  min f . A B
Định lí 2. Cho f , g là hai hàm số cùng xác định trên D và f  x  g  x, x   . D
Giả sử max f ;max g tồn tại. Khi đó ta có, max f  max g. D D D D Chứng minh
Giả sử max g  x  g x , với x  . D 0  0 D
Do f  x  g  x, x
  D  f x  g x . 0   0
Lại có, f  x  max f x . Suy ra, max f  max g. 0    D D D
Định lí 3. Cho f là hàm số xác định trên D  D  D . Giả sử, max f ,min f , (với 1 2 i D i D
i 1,2) đều tồn tại. Khi đó ta có:
max f  maxmax f ;max f , (1) D 1 D 2 D 
min f  minmin f ;min f . (2) D 1 D 2 D  Chứng minh
Ta chứng minh (1), ((2) được chứng minh tương tự). Vì D , D  D nên theo định lí 2, ta có 1 2
max f  max f  maxmax f ;max f  max f . (3) i D D 1 D 2 D  D
Giả sử, max f  f x , x  . D 0  0 D
Do D  D  D nên hoặc x  D hoặc x  D . 1 2 0 1 0 2
Không mất tính tổng quát, ta có thể giả sử x  D . 0 1
Theo định nghĩa, ta phải có
f  x  max f  max f  f x  max max f ;max f (4) 0   0 1 D D  1D 2D 
Từ (3) và (4), suy ra điều phải chứng minh.
Định lí 4. Cho hàm số f xác định trên .
D Giả sử min f ,max f đều tồn tại. D D
Khi đó ta có: max f  min f ;min f  max f . D D D D Chứng minh
+ Giả sử, max f  f x , x  . D 0  0 D Suy ra, f  x  f  x , x
  D   f x   f x , x   D  0     0
min f    f  x  max f . Hay max f  min f . 0  D D D D
+ Phần còn lại chứng minh tương tự.
Định lí 5. Cho có hàm số f , f ,..., f cùng xác định trên . D Đặt 1 2 n
f  f  f  ...  f . Giả sử min f ,min f ,max f ,max f , i
 1,n đều tồn tại. Khi 1 2 n i i D D D D đó, ta có: n max f  max f . i D D i 1 
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi x
  D sao cho max f  f x ,i 1, . n i i 0  0 D n và min f  min f . i D D i 1 
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi x
  D sao cho min f  f x , i  1, . n i i 0  0 D Chứng minh Lấy tùy ý x  .
D Khi đó ta có, f  x  max f , i  1, . n i i D n n
Từ đó suy ra, f   f  max f , x   . D i i D i 1  i 1  n
Do điều này đúng với mọi x tùy ý thuộc D nên suy ra max f  max f . (5) i D D i 1  n
Bây giờ ta xét điều kiện để dấu bằng xảy ra, tức max f  max f . i D D i 1 
Giả sử, tồn tại x  D sao cho max f  f x , u  1, . n Khi đó, i 0  0 D n n max f   f x  f x i i  . 0   0 D i 1  i 1 
Mặt khác, do x  D nên f  x  max f . (6) 0  0 D n
Từ (5) và (6), suy ra max f  x  max f . Hơn nữa, max f  f x . 0  i D D D i 1 
+ Trường hợp còn lại chứng minh tương tự.
Định lí 6. Cho có hàm số f , f ,..., f cùng xác định trên D và f x  x   D i   0, . 1 2 n
Đặt f  f . f .... f . Giả sử min f ,min f ,max f ,max f , i
 1,n đều tồn tại. Khi đó, 1 2 n i i D D D D ta có:
max f  max f . max f ... max f . 1   2   n D D D D 
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi x
  D sao cho max f  f x ,i 1, . n i i 0  0 D và
min f  min f . min f .... min f . 1   2   n D D D D 
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi x
  D sao cho min f  f x , i  1, . n i i 0  0 D Chứng minh
Chứng minh tương tự định lí 5.
Định lí 7. Cho f , g là hai hàm số xác định trên .
D Đặt h  f  g. Giả sử min f ;min g;min ;
h max f ;max g;max h đều tồn tại. Khi đó ta có: D D D D D D max h  max f  min g. (7) D D D
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi tồn tại x  D sao cho max f  f x và 0  0 D min g  g  x . 0  D min h  min f  max g. D D D
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi tồn tại x  D sao cho min f  f x và 0  0 D max g  g  x . 0  D Chứng minh
Ta có, hx  f  x  g  x  f  x  g x.
Theo định lí 5, ta có: max h x  max f  x  maxg x. (8) D D D
Theo định lí 2, ta có: max g x  min 
 g  x  min g  x.  (9) D D D
Từ (8) và (9), suy ra max h x  max f x  min g  x. Vậy (7) đúng. D D D
Vẫn theo tính chất 5 thì dấu bằng trong (8) xảy ra khi và chỉ khi tồn tại x  D sao 0
cho max f  x  f  x ;max g x  g x . 0      0 D D
Nhưng max g  x  g x  min g x  g x  min g x  g x . 0     0    0 D D D f
Định lí 8. Cho f , g là hai hàm số xác định và dương trên . D Đặt h  . Giả sử g min f ;min g;min ;
h max f ;max g;max h đều tồn tại. Khi đó ta có: D D D D D D max f max D h  . D min g D
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi tồn tại x  D sao cho max f  f x và 0  0 D min g  g  x . 0  D min f min D h  . D max g D
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi tồn tại x  D sao cho min f  f x và 0  0 D max g  g  x . 0  D
Chứng minh tương tự định lí 7.
Định lí 9. Giả sử hàm f xác định và liên tục trên . D Khi đó, nếu đặt 0 nÕu Mn  0 
M  max f x,m  min f x thì min f  x   D D D min  M ; m nÕu Mn  0. Chứng minh
Trước hết, ta có f  x  0, x
  D và với mọi c ; m M  thì tồn tại x  D : f  x  . c (10)
1. Nếu Mm  0, khi đó m  0  M nên tồn tại x  D sao cho f  x  0. 0  0
Kết hợp với (10), suy ra min f  x  0. D
2. Nếu M .m  0 . Không mất tính tổng quát, giả sử M  m  0 khi đó f  x  m  0, x   D nên f x  , m x   D và f  x  m nên 0 
min f  x  min f  x  m  minM;  m  min M ; m. D D
Trường hợp m  M  0 , chứng minh tương tự.
Định lí 10. Cho f là hàm số xác định trên D và tồn tại max f  x,min f x. Khi D D đó ta có: max f  x  max f x f x (11) D max  ;min   D . D Chứng minh Áp dụng định lí 4, thì (11) tương đương với
max f x  maxmax f x ; max f x. D D D
Lấy x tùy ý thuộc D, xảy ra hai khả năng sau: 0 1. f  x  0. Khi đó, 0 
f  x  f x  max f x  max f x  max max f x ; max  f x . 0   0     D D       D D  2. f  x  0 . Khi đó, 0 
f  x   f x  max  f x  max  f x  max max f x ; max  f x . 0   0       D D       D D 
Do x tùy ý thuộc D nên suy ra, max f  x  max f x  f x (12) D
max  ;max   D D . 0 Bây giờ, không giảm tính tổng quát, giả sử
maxmax f x ; max f x  max f x  f c ,c . D (Trường hợp còn lại D D D chứng minh tương tự).
Khi đó, max f  x  f c  max f x  f x (13) D
max  ;max   D D 
Từ (12) và (13), suy ra max f  x  max f x  f x D
max  ;max   D D  Định lí 11. Cho hàm số f  x xác định trên D . Đặt
D  x  D : f x  0 ; D  x  D : f x  0 . Giả sử min f  x và max f  x đều 1     2     1 D 2 D
tồn tại. Khi đó ta có: min f  x  minmin f x; max f x . D 1 D 2 D  Chứng minh.
Từ các giả thiết, ta suy ra min f  x  min f  x (14) 1 D 1 D
và max f  x  f  x , x   D . (15) 2 2 D
Giả sử, max f  x  f  x , x  D nên ta có f  x  max f x . (16) 0    0  0 2 2 D 2 D
Từ đó (15) và (16) suy ra, min f  x  max f  x . (17) 2 D 2 D Áp dụng tính chất 4, và (14), (17) suy ra:
min f  x  minmin f x;min f x  min min f x ; max f x .  D 1 D 2 D       1 D 2 D 
Định lí 12. Cho hàm số f  x xác định trên D . Giả sử min f  x : ; m max f x : M ; D D Khi đó  M  m  M  m      f  x M m M m  f  x nÕu . p q 0 max ;min   2 ; D 2 D 0 nÕu .pq  0 Chứng minh
Theo định lí 10, ta có max f  x  max f x f x (18) D max  ;min   D . D + Nếu M  m  0 thì M  m  M  m M  m  M  m
max f  x  maxM ,  m  M   . D 2 2 + Nếu M ,m  0 thì do M  m  M  m và M  m  0 
max f  x  maxM ,  m  m . D M  m  M  m M  m  M  m Mặt khác,    . m 2 2
+ Nếu M  m  0 thì max f  x  maxM ,  m  M D M  m  M  m M  m  M  m Mặt khác,   M. 2 2
+ Nếu M  0,m  0 và M  m thì max f  x  maxM ,  m   . m D M  m  M  m M  m  M  m Mặt khác,    . m 2 2 M  m  M  m
Vậy, trong mọi trường hợp, ta đều có: max f  x  . D 2  M  m  M  m  nÕu p q 
Chứng minh tương tự cho kết quả f  x . 0 min   2 ; D 0 nÕu .pq  0 2. Ví dụ
Ví dụ 1. Tìm giá trị lớn nhất của hàm số 3 2
y  x  3x  9x  2 trên 0;4. A. 5. B. 25. C. 18. D. 32. Lời giải Xét hàm số f  x 3 2
 x  3x  9x  2 trên đoạn 0;4. Ta có, f  x 2 '
 3x  6x  9  f 'x  0  x  10;4, x  30;4.
Lại có f 0  2; f 3  2  5, f 4  1
 8 nên max f x  2,min f x  2  5 0;4 0;4 2  25  2  2  5
Theo định lí 12, suy ra max f  x       25  f 3. 0;4 2
Ví dụ 2: Gọi S là tập hợp tất cả các giá trị thực của tham số m sao cho giá trị nhỏ nhất của hàm số 4 2
y  x  2x  m trên  1
 ;2 bằng 2. Tổng tất cả các phần tử của S bằng A. 2. B. 7. C. 14. D. 3. Lời giải Xét hàm số f  x 4 2  x  2x  m thì f  x 2 '
 4x  4x  f ' x  0  x  0, x  1, x 1. Ta có f  
1  m 1; f 0   ; m f  
1  m 1; f 2  m  8
nên min f  x: m 1;max f  x: m  8;  1  ;2  1  ;2 + Nếu m   1 m  8  0  1   m  8 thì 4 2
min x  2x  m  0 (không thỏa 1;2 mãn) + Nếu m  1  hoặc m  8 thì m  
1  m  8  m   1  m  8 2m  7  9 max y   1;2 2 2 2m  7  9 Ta phải có:
 2  2m  7 13  m 10,m  3 (thỏa mãn) 2 Vậy, S   3  ;1 
0 nên tổng các phần tử của S bằng 7. Chọn B.
Ví dụ 3: Gọi S là tập hợp tất cả các giá trị thực của tham số m sao cho giá trị lớn 2 x  mx  2m nhất của hàm số y  trên  1  ; 
1 bằng 3. Tổng tất cả các phần tử của x  2 S bằng 8 5 A.  . B. 5. C. . D. 1. 3 3 Lời giải 2 x  mx  2m Xét hàm số f x  thì x  2 2   x x 4x f ' 
 f ' x  0  x  0, x  4 1  ;2 . 2     x  1 1 Ta có f  
1  m  ; f 0   ; m f  
1  m 1; nên min f  x : m 1; 3  1  ;2 max f  x:  ; m  1  ;2 m  
1  m  m   1  m 2m 1 1 Suy ra, max y   1; 1 2 2 2m 1 1 Ta phải có:
 3  2m 1 1 6  m  2,m  3 (thỏa mãn) 2 Vậy, S   3  ; 
2 nên tổng các phần tử của S bằng 1.
Ví dụ 4: Cho hàm số   2
f x  ax  bx  c có đồ thị như hình y
vẽ. Gọi S là tập hợp tất cả các giá trị của tham số m để giá trị 2
lớn nhất của hàm số g  x  f  x  m trên đoạn  1  ;5 bằng O 1
10. Tính tổng các phần tử của tập S. x -1 -2 A. 12. B. 12. C. 8. D. 4. Lời giải
Ta thấy, đồ thị hàm số f  x đi qua các điểm  1  ;2,1; 2
  và có đỉnh là 1; 2    a  b  c  2 
nên ta có a  b  c  2  a 1,b  1,c  1 nên f  x 2  x  2x 1.  b  1  2a Trên đoạn  1
 ;5, hàm số f x có một cực trị là x 1. Lại có f   1  2, f   1  2
 , f 5 14 nên max f x 14,min f x  2  .  1  ;  5  1  ;  5
Xét hàm số h x  f  x  m thì min h x  m  2,max h x  m 14 nên  1  ;5  1  ;5 m   m   m   m  max g  x 14 2 14  2   m  6  8.  1  ;5 2
Theo đề bài, ta phải có max g  x 10  m  6  8 10  m  4  ,m  8  .  1  ;  5 Vậy S   4  ; 
8 nên tổng các phần tử của S bằng 12. Ví dụ 5. Cho hàm số 3 2
y  x  x  x  m . Có bao nhiêu số nguyên m để min y nhỏ 1; 3 hơn 3? A. 21. B. 22. C. 4. D. 20. Lời giải Xét hàm số   3 2 f x  x  x  x  m thì f ' x 1 2
 3x  2x 1 f 'x  0  x 1, x   1;  3 3 Ta có f  
1  m 1; f 3  m 15 nên min f x  m 1;max f  x  m 15; 1; 3 1; 3 + Nếu m  
1 m 15  0  15  m 1 thì min y  0 (thỏa mãn). 1; 3
Vậy, trường hợp này thì S 17. + Nếu m  1  5 hoặc m  1 thì m  
1  m 15  m   1  m 15 min y   m  7  8 1; 3 2
Ta phải có: m  7  8  3  m  7 11 1  8  m  4.
Kết hợp với điều kiện m  1
 5 hoặc m 1 thì ta được m 1  6; 1  7;2;  3 . Tức S  4 .
Vậy, có 21 số nguyên m thỏa mãn.
Ví dụ 6. Cho hàm số f  x 4 3 2
 x  4x  4x  m . Tìm m để giá trị lớn nhất của
hàm số f  x trên đoạn 0; 
3 đạt giá trị nhỏ nhất. Lời giải Xét hàm f  x 4 3 2  x  4x  4x  m có f  x 3 2 '  4x 12x  8x, x    x  0 f ' x 0     x 1 .  x  2  Lại có, g 0  ; m g   1  m 1; g 2  ;
m g 3  m  9 nên max g  x  m  9; 0; 3
m  9  m  m  9  m 2m  9  9 9
min g  x  m do đó max f  x    , m   .  0; 3 0; 3 2 2 2 9
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi m   . 2
Vậy, giá trị lớn nhất của hàm số f  x trên đoạn 0; 
3 nhỏ nhất khi và chỉ khi 9 m   . 2
Ví dụ 7. Cho hàm số y  f  x 3  x  3x  .
m Gọi S là tập hợp các giá trị của tham
số m để min y  max y  6. Tính số phần tử của S. 0;2 0;2 A. 0. B. 6. C. 1. D. 2. Lời giải Ta có, f  x 2 '
 3x  3  f 'x  0  x  0, x 1. f 0  ; m f  
1  m  2; f 2  m  2 nên min y  m  2;max y  m  2. 0;2 0;2
m  2  m  2  m  2  m  2 Ta có, max y   m  2. 0;2 2 + Nếu 2
  m 2 thì min y  0 nên ta phải có m  2  0  6  m  4  (không 0;2 thỏa mãn).
+ Nếu m  2 hoặc m  2 thì min y  m  2 nên ta phải có 0;2
m  2  m  2  6  m  3  (Thỏa mãn) Vậy, S  2.
Ví dụ 8 (Phú Thọ - 2020). Cho hàm số y  f  x 4 2
 x  2x  m. Gọi S là tập hợp
các giá trị nguyên của m thuộc đoạn  2
 020;2020 sao cho max y  3min y . 0;2 0;2
Tổng các phần tử của S bằng A. 63. B. 51. C. 195. D. 23. Lời giải Ta có, f  x 3 '
 4x  4x  f 'x  0  x  0, x  10;2, x 1. f 0  ; m f  
1  m 1; f 2  m  8 nên max f  x  m  8;min f  x  m 1. 0;2 0;2 2m  7  9 Ta có, max y  . 0;2 2
+ Nếu 8  m  1 thì min y  0 nên không thể có max y  3min y . 0;2 0;2 0;2 2m  7  9
+ Nếu m  8 hoặc m  1 thì min y  0;2 2 2m  7  9 2m  7  9 Để max y  3min y thì  3.  2m  7 18  0;2 0;2 2 2  11  2m  7 18 m   2    2m  7  1  8 25 m    2
Kết hợp với điều kiện m  8 hoặc m  1 thì ta phải có m  12,5 hoặc m  5,5 . Theo đề bài thì m ,  m 2  020;2020 nên m 2  020; 2  019; 2
 018;...;13;6;7;...;202  0  S 7
Vậy S  6  7  8  9 10 1112  .6 12  63. 2 Chọn A.
Ví dụ 9 (Lương Gia Huy). Biết rằng hàm số   4 2
f x  ax  bx  c có đúng ba điểm chung với trục hoành và f   1  1, f '  1  0. Gọi
S  m * f x  m 12, x
 0;2. Số phần tử của tập S là A. 10. B. 11. C. 12. D. 0. Lời giải
Đồ thị hàm số f  x có đúng 3 điểm chung với trục hoành nên đồ thị tiếp xúc với
trục hoành tại gốc tọa độ nên f 0  0  c  0. Lại do f '  1  0 nên 4a  2b  0. (1) f   1  1   a  b  1  (2)
Từ (1) và (2), suy ra a  1,b  2. Vậy f  x 4 2  x  2x . Theo đề, ta phải có
f  x  m 12,x0;2  max g  x 12 với 0;2
g  x  f  x  . m x  1  Ta thấy, g ' x 3
 4x  4x  g 'x  0   và x  0 g 0   ; m g  
1  m 1; g 2  m  8 nên
             g  x  m 8  m
1  m 8  m 1 2m 7 9 max   . 0;2 2 2
Suy ra, ta có: 2m  7  9  24  1  5  2m  7 15  4   m 11. Vậy, S  1;2;,...,1  1 nên S 11. Ví dụ 10. Cho hàm số 3 2 y  x  x   2 m  
1 x  27 . Gọi S là tập tất cả các giá trị
của tham số m sao cho giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn  3  ;  1 có giá trị nhỏ
nhất. Khi đó, tích của các phần tử của S là A. 4. B. 4. C. 8. D. 8. Lời giải Xét hàm số f x 3 2  x  x  2 m   1 x  27 có f x 2 2 ' 3x 2xm 10, x    3  ; 1. Lại có f   2   m f   2 3 6 3 , 1  26  m . Ta thấy, 2  m   2  m  2 2 2 26 6 3
 20  2m  0  26  m  6  3m nên max f  x 2  26  m , min f x 2  6  3m . 3; 1 3; 1 2 2 2 2
6 3m  26  m  6 3m  26  m Suy ra, max f x 2 2 
 2 8m  m 10  g  m  3  ;  1 2 + Nếu 2 8  m  0  2
 2  m  2 2 thì g m 2  m  26 18, m   2 2;2 2 .   + Nếu 2 8m  0 m 2  2,m 2 2 thì g m 2  3m  6 18, m   ;  2 2    2 2;)  .
Vậy, minmax f x 18  m  2 2,m  2 2. Hay S 2 2;2 2 nên tích 3  ; 1    
tất cả các phần tử của S là 8. 3. Bài tập tự luyện Bài tập 1. Cho hàm số 4 3
y  x  4x  m . Có bao nhiêu giá trị của tham số m để min y  2020?  4  ; 2   A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Bài tập 2. Gọi S là tập hợp các giá trị của tham số m để giá trị lớn nhất của hàm số 2 x  mx  3m y  trên đoạn  2
 ;2 bằng 5. Tính tổng các phần tử của S. x  3 A. 4. B. 5. C. 1. D. 4.
Bài tập 3. Cho hàm số y  f  x liên tục và có đồ thị như hình vẽ.
Gọi S là tổng các giá trị nguyên của tham số m sao cho
giá trị lớn nhất của hàm số y 
f  x  m trên đoạn  1  ; 
3 nhỏ hơn hoặc bằng 2020. Giá trị của S bằng A. 2019. B. 2018. C. 1. D. 0.
Bài tập 4. Có bao nhiêu số nguyên m để giá trị nhỏ nhất của hàm số   2  y  4
 cos x  2sin x  m  4 trên đoạn 0;  nhỏ hơn hoặc bằng 4? 2    A. 12. B. 14. C. 13. D. 15.
Bài tập 5. Cho hàm số f  x 2
 x  2mx  3 . Có bao nhiêu giá trị nguyên của m để
giá trị lớn nhất của f  x trên đoạn 1;2 không lớn hơn 3?. A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Bài tập 6. Tính tổng tất cả các giá trị nguyên lớn hơn 6 của tham số m sao cho giá trị của hàm số 2 y  x  m   1 x  m trên 2;m   1 nhỏ hơn 2020. A. 2043210. B. 2034201. C. 3421020. D. 3412020.
Bài tập 7. Cho hàm số y  sin x  cos x  m . Có bao nhiêu giá trị của tham số m để
giá trị lớn nhất của hàm số trên bé hơn 2? A. 0. B. 1. C. 2. D. 3.
Bài tập 8. Cho hàm số f  x 3 2
 x  3x  m . Tìm tất cả các giá trị của m thỏa mãn
3max f  x  2min f x 17. 1; 3 1; 3  5 A. m9; 5  ;2  9 . B. m  9  ;5; .  3 C. m9;  5 . D. m9;5;  5 .
Bài tập 9. Cho hàm số f  x có bảng biến thiên như sau x  4 3 1 0 2 4  f '  0  0  0  0  4  3 2 f 1 4 3  11
Có bao nhiêu giá trị của tham số m để max f x  3 x  f m  . 1  ;1   3      2 A. 2. B. 3. C. 4. D. 5. PHẦN KẾT LUẬN
3.1. Ý nghĩa, phạm vi áp dụng của đề tài
Thông qua đề tài này, chúng ta thấy rằng, với một số bài toán thoạt nhìn ta
thấy việc giải bài toán đó theo cách thông thường đôi khi gặp khá nhiều khó khăn.
Tuy nhiên, bằng sự linh hoạt, sáng tạo và hiểu được bản chất của vấn đề chúng ta
có thể giải quyết nó một cách nhanh chóng và kết quả hết sức bất ngờ.
Với đề tài này, bản thân tôi đã vận dụng trong quá trình dạy học sinh ôn thi
THPT Quốc gia năm học 2020 – 2021, 2021 – 2022 và nhận thấy rằng, đa số học
sinh rất hào hứng tiếp nhận phương pháp và cũng thực hiện rất tốt các bài tập có
dạng liên quan. Vì vậy, tôi cho rằng, với đề tài này, các đồng nghiệp có thể vận
dụng trong quá trình giảng dạy và học sinh học tập trong chương trình Giải tích lớp
12, đặc biệt là chuyên đề tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số một cách có hiệu quả.
3.2. Kiến nghị, đề xuất
Trong quá trình thực hiện, chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sơ suất. Rất
mong được quí đồng nghiệp cũng như học sinh góp ý đề tài này thực sự một tài liệu
tham khảo có giá trị cho giáo viên và học sinh trong giải toán. .