CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 1
Sưu tm và biên son
BÀI 1. TÍNH ĐƠN ĐIU CA HÀM S
I. TÍNH ĐƠN ĐIU CA HÀM S
1. Khái nim tính đn điu ca hàm s.
Gi s
K
là mt khong, một đoạn hoc mt na khong và
()y fx
là hàm s xác định trên
K
.
+) Hàm s
()y fx
được gi là đng biến trên
K
nếu
12 1 2 1 2
, , ( ) ( ).x x K x x fx fx 
+) Hàm s
()y fx
được gi là nghch biến trên
K
nếu
12 1 2 1 2
, , ( ) ( ).x x K x x fx fx 
+) Hàm s đồng biến hoc nghch biến trên
K
được gọi chung là đơn điệu trên
.K
Chú ý:
+ Nếu hàm s đồng biến trên
K
thì t trái sang phi đồ th đi lên.
+ Nếu hàm s nghịch biến trên
K
thì t trái sang phi đồ th đi xuống.
2. Định lý: Cho hàm s
()y fx
có đạo hàm trên
K
, trong đó
K
là mt khoảng, đoạn hoc na
khong.
+) Nếu
( ) 0, fx x K

thì hàm s
()y fx
đồng biến trên khong
K
.
+) Nếu
( ) 0, fx x K

thì hàm s
()y fx
nghch biến trên khong
K
.
CHƯƠNG
I
NG DỤNG ĐẠO HÀM
ĐỂ KHO SÁT VÀ V
ĐỒ TH CA HÀM S
LÝ THUYT.
I
CHUYÊN Đ I GII TÍCH 12 - NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT HÀM S
Page 2
Sưu tm và biên son
Chú ý.
Định lí trên vẫn đúng trong trường hp
( )
fx
bng 0 ti mt s hu hạn điểm trong khong
K
.
Ngưi ta chứng minh được rng, nếu
(
)
0
fx
=
vi mi
xK
thì hàm s
( )
fx
không đổi
trên khong
K
.
3. Định lý: (Tng quát) Cho hàm s
()y fx
có đạo hàm trên
K
, trong đó
K
là mt khong,
đoạn hoc na khong.
+) Nếu
( ) 0, fx x K

() 0fx
xy ra ti mt s hu hạn điểm trên
K
thì hàm s
()y fx
đồng biến trên khong
K
.
+) Nếu
( ) 0, fx x K

() 0fx
xy ra ti mt s hu hạn điểm trên
K
thì hàm s
()y fx
nghch biến trên khong
K
.
4. Lưu ý:
+) Nếu hàm s
()y fx
liên tc trên đon
[;]ab
'( ) 0, ( ; )f x x ab 
thì ta nói hàm s đồng
biến trên đoạn
[ ; ].ab
+) Nếu hàm s
()y fx
liên tc trên đon
[;]ab
'( ) 0, (a; )fx x b 
thì ta nói hàm s
nghch biến trên đoạn
[ ; ].
ab
+) Tương tự vi các khái nim hàm s đồng biến, nghch biến trên các na khong.
5. S dng bng biến thiên đ xét tính đơn điu ca hàm s.
Để xét tính đơn điu ca hàm s
()y fx=
ta thc hiện các bước sau:
c 1: Tìm tập xác định
D
.
c 2: Tính đạo hàm
()y fx
′′
=
. Tìm các điểm
( )
0;1; 2;...
i
xi=
mà tại đó
() 0fx
=
hoc làm
cho
()fx
không xác định.
c 3: Sp xếp các
( )
0;1; 2;...
i
xi=
theo th t tăng dần và lp bng biến thiên.
c 4: Căn cứ vào bng biến thiên nêu kết lun
Chú ý: Đối vi bài toán trc nghim, ta có th s dụng Phương pháp s dng MTCT.
Cách 1: S dụng chức năng lập bng giá tr MODE 7 ca máy tính Casio. Quan sát bng kết
qu nhận được v tính tăng, giảm giá tr của f(x) và dự đoán.
Cách 2: Tính đạo hàm, thiết lp bất phương trình đạo hàm. S dụng tính năng giải bất phương
trình INEQ của máy tính Casio (đối vi bất phương trình bậc hai, bc ba).
II. CC TR CA HÀM S
CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 3
Sưu tm và biên son
1. Khái nim cc tr ca hàm s: Cho hàm s
()y fx=
xác đnh và liên tc trên khong
(;)ab
điểm
0
(;)x ab
.
+) Nếu tn ti s
0h >
sao cho
( ) ( )
0
fx fx<
vi mi
00
(;)x x hx h∈− +
0
xx
thì ta nói
hàm s
()
y fx=
đạt cực đại ti
0
x
.
+) Nếu tn ti s
0h >
sao cho
( ) ( )
0
fx fx>
vi mi
00
(;)x x hx h∈− +
0
xx
thì ta nói
hàm s
()y fx=
đạt cc tiu ti
0
x
.
* Chú ý
+) Nếu hàm s
()
y fx=
đạt cc đi ti
0
x
thì
0
x
được gi là đim cc đi ca hàm s;
0
()fx
được gi là giá tr cc đi ca hàm s, kí hiu là
()
CT
ff
, còn điểm
00
( ; ( ))Mx fx
được gi là
đim cực đại của đồ th hàm s.
+) Các điểm cc đi và cc tiểu được gi chung là đim cc tr. Giá tr cc đi còn gi là cc
đại và được gi chung là cc tr ca hàm s.
2. Cách tìm cc tr ca hàm s
Định lí 2: Gi s hàm s
()y fx
=
liên tc trên
(;)ab
chứa điểm
0
x
và có đạo hàm trên
0
(; )ax
0
( ;)xb
.
+) Nếu
( )
'0fx>
trên khong
0
(; )ax
'( ) 0fx<
trên
0
( ;)xb
thì
0
x
là một điểm cc đi ca
hàm s
()y fx=
.
+) Nếu
( )
0fx
<
trên khong
0
(; )ax
() 0fx
>
trên
0
( ;)xb
thì
0
x
là một đim cc tiu ca
hàm s
()y fx=
.
Minh ha bng bng biến thiến
NHN XÉT:
Để tìm cc tr ca hàm s
()y fx=
ta thc hiện các bước sau:
c 1: Tìm tập xác định
D
.
c 2: Tính đạo hàm
()y fx
′′
=
. Tìm các điểm
( )
0;1; 2;...
i
xi=
mà tại đó
() 0fx
=
hoc làm
cho
()fx
không xác định.
c 3: Sp xếp các
( )
0;1; 2;...
i
xi=
theo th t tăng dần và lp bng biến thiên.
c 4: Căn cứ vào bng biến thiên nêu kết lun
CHUYÊN Đ I GII TÍCH 12 - NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT HÀM S
Page 4
Sưu tm và biên son
Câu 1: Mt vt chuyển động theo quy lut
( )
32
2 24 9 3= + +−st t t t
vi
t
(giây) là khong thi gian t
c bt đu chuyn đng và
( )
st
(m) là quãng đường vt đi đưc trong khong thi gian đó. Hi
trong khong thi gian
10
giây k t lúc bắt đu chuyển động, vt chuyển động nhanh dần hay
chm dn.
Câu 2: Th tích nước ca mt b bơi sau
t
phút bơm được tính theo công thc
( )
4
3
1
30
100 4

=


t
Vt t
vi
0 90≤≤t
. Tc đ bơm nước thi đim
t
đưc tính theo công thc
( ) ( )
=vt V t
. Tìm thi
điểm tốc độ bơm nước là ln nht và tính tốc độ bơm nưc ln nhất đó.
Câu 3: Gi s doanh số (tính bng s sn phm) ca mt sn phm mi (trong vòng mt s năm nhất
định) tuân theo quy lut logistic đưc mô hình hoá bng hàm s
5000
() , 0
15
t
ft t
e
=
+
trong đó
thi gian
t
được tính bằng năm, kể t khi phát hành sn phm mới. Khi đó, đạo hàm
()ft
s
biu th tc đ bán hàng. Hỏi sau khi phát hành bao nhiêu năm thì tốc độ bán hàng là ln nht?
Câu 4: t mt chất điểm chuyển động dọc theo trc
Ox
. To độ ca cht đim ti thi đim
t
được
xác đnh bi hàm s
32
() 6 9xt t t t=−+
vi
0t
. Khi đó
()xt
là vn tc ca chất điểm ti thi
điểm
t
, kí hiu
(); ()vt v t
là gia tc chuyển động ca chất điểm ti thời điểm
t
. Trong khong
thi gian nào vn tc ca cht điểm tăng, trong khoảng thi gian nào vn tc ca cht đim gim?
Câu 5: Mt hp tác xã nuôi cá thí nghim trong hồ. Người ta thy rng nếu trên mi đơn v diện tích ca
mt hn con cá thì trung bình mi con cá sau mt v cân nng (gam). Hi
phi th s ng cá trên mt đơn v diện tích ca mt h thuc khoảng nào dưới đây đ cân nng
trung bình ca s cá đó tăng?
Câu 6: Sau khi phát hin mt bệnh dịch, các chuyên gia y tế ước tính s người nhim bnh k t ngày
xut hin bệnh nhân đầu tiên đến ngày th t Nếu coi
( )
ft
hàm s xác định trên đoạn [0;25] thì đạo hàm
( )
ft
được xem là tc đ truyn bệnh (người/ngày)
ti thi đim t. Xác đnh khong thi gian mà tốc độ truyn bnh gim?
Câu 7: Mt con cá hồi bơi ngược dòng để vượt khong cách là 300 km. Vn tốc dòng nước là 6 km/h.
Nếu vn tốc bơi của cá khi nước đứng yên là v (km/h) thì năng lượng tiêu hao ca cá trong t gi
được cho bi công thc trong đó c là hng s E tính bng Jun. Vn tc bơi ca
cá khi nước đng yên nm khoảng nào thì năng lượng tiêu hao ca cá gim?
Câu 8: Mt cửa hàng trung bình bán được 100 cái Tivi mi tháng vi giá 14 triu đng mt cái. Ch ca
hàng nhn thy rng, nếu gim giá bán mỗi cái 500 ngàn đồng thì s ng tivi bán ra s tăng
thêm 10 cái mi tháng. Hi ca hàng nên bán vi giá bao nhiêu để doanh thu cửa hàng là ln
nht?
Câu 9: Gi s s ng qun th nm men ti môi trưng nuôi cy trong phòng thí nghim đưc mô
hình hóa bng hàm s
( )
0,75
25
0, 25
=
+
t
Pt
e
, trong đó thời gian
t
được tính bng gi. Tc đ sinh
trưng ca qun th nm men thi đim
t
đưc tính theo công thc
( )
Pt
. Nêu nhn xét v s
tăng giảm ca s ng qun th nm men đưc nuôi cy. S ng qun th nm men có th
tăng lên vô cùng được không?
( ) 480 20Pn n=
23
( ) 45 , 0,1,2,..., 25.ft t t t= −=
3
() ,E v cv t=
H THNG BÀI TP TOÁN THC T.
CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 5
Sưu tm và biên son
Câu 10: Lát ct ngang ca một vùng đất ven biển được mô hình hoá thành mt hàm s bc ba
( )
y fx=
có đồ th như hình vẽ (đơn vị độ dài trên các trục là km).
Biết khoảng cách hai bên chân đồi
2 kmOA =
, độ rng ca h
1 kmAB =
và ngọn đồi cao
528 m
. Tìm độ sâu ca h (tính bng mét) tại điểm sâu nhất? (làm tròn đến hàng đơn vị).
Câu 11: Cho mt b h hình bán nguyt có bán kính bng
2 km
, đường kính
PR
như hình vẽ sau :
T điểm
P
anh Tài chèo mt chiếc thuyn vi vn tc
3 km/h
đến đim
Q
trên b h, ri chy
b dọc theo thành h đến v trí
R
vi vn tc
6 km/h
. Thi gian chm nhất anh Tài di chuyển
t
P
đến
R
là bao nhiêu? (thi gian tính bằng phút).
Câu 12: Xí nghip
A
sn xut đc quyn mt loi sn phm. Biết rng hàm tng chi phí sn xut là
32
77 1000 40000TC x x x
=−+ +
và hàm doanh thu là
2
2 1312TR x x=−+
, vi
x
là s sn phm.
Li nhun ca xí nghip
A
được xác đnh bng hàm s
( )
f x TR TC=
, cc đi li nhun ca
xí nghip
A
khi đó đạt bao nhiêu sn phm?
Câu 13: Khi loi thuc A đưc tiêm vào bnh nhân, nng đ
/mg l
ca thuc trong máu sau
x
phút (kể
t khi bắt đầu tiêm) được xác định bi công thc:
2
30
()
2
x
Cx
x
=
+
.
(Ngun: James Stewart, J. (2015). Calculus. Cengage Learning)
CHUYÊN Đ I GII TÍCH 12 - NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT HÀM S
Page 6
Sưu tm và biên son
Để đưa ra những li khuyên và cách x lí phù hợp cho bnh nhân, ta cn tìm khong thi gian
mà nồng độ ca thuốc trong máu đang tăng. Em hãy cho biết hàm nồng độ thuc trong máu
()Cx
đạt giá trị cực đại là bao nhiêu trong khoảng thời gian
6
phút sau khi tiêm (kết quả làm
tròn đến hàng phần mười)?
Câu 14: Một tấm bạt hình vuông cạnh
20
m
như hình vẽ dưới đây. Người ta dự tính cắt phần tô đậm của
tấm bạt rồi gập may lại (các đường may không đáng kể), nhằm mục đích phủ lên tháp đèn
trang trí (tháp dạng hình chóp tứ giác đều) để tránh hư hại tháp khi trời mưa.
Biết khối chóp hình thành sau khi gập và may lại cần thể tích lớn nhất thì mới phủ kín tháp đèn.
Hỏi phần diện tích tấm bạt bị cắt là bao nhiêu để đảm bảo yêu cầu trên.
Câu 15: Mt cht đim chuyn động theo phương trình
( )
3
2
18 35 10
3
t
st t t=−+ +
, trong đó
t
tính bng
giây và
s
tính bằng mét. Trong 40 giây đầu tiên, cht đim có vn tc tc thi gim trong khong
thi gian
( )
;ab
. Tính giá tr ca biu thc
23P ba=
.
Câu 16: Mt chất điểm đag đứng yên thì bt đu chuyển động theo quy lut
( )
32
69=−+ +st t t t
, vi t
(giây) là khong thi gian tính t lúc vt bt đu chuyển động và s (mét) là quãng đường vt đi
được trong khong thời gian đó. Hỏi vật tăng tốc trong khong thi gian bao lâu tính t lúc bắt
đầu chuyn đng?
Câu 17: Gi s chiu cao ( tính bng
cm
) ca mt ging cây trng ( trong vòng mt s tháng nht đnh)
tuân theo quy luật logistic được mô hình hoá bng hàm s
( )
200
,0
14
t
ft t
e
=
+
.
Trong đó thời gian
t
được tính bng tháng k t khi ht bắt đầu ny mầm. Khi đó đạo hàm
( )
ft
s biu th tốc độ tăng chiều cao ca giống cây đó. Hỏi sau khi ht ging bắt đầu ny
mm thì sau bao nhiêu tháng tốc độ tăng chiều cao ca cây là ln nht?
Câu 18: Gi s tăng cân nặng ( tính bng
kg
) ca mt ging vt nuôi ( trong vòng mt s tháng nht
định) tuân theo quy luật logistic được mô hình hoá bng hàm s
( )
150
,0
13
t
ft t
e
=
+
Trong đó thời gian
t
được tính bng tháng k t khi vật nuôi đó bắt đầu sinh ra. Khi đó đạo
hàm
( )
ft
s biu th tốc độ tăng cân nặng của loài cây đó. Hỏi sau khi vt nuôi sinh ra thì sau
bao nhiêu tháng tốc độ tăng cân nặng ca vt nuôi là nhanh nht?
Câu 19: S tăng trưng ca mt loại virut được xác đnh bi hàm s
( )
0,2
800
1 7e
t
pt
=
+
, trong đó
t
là thi
gian được tính theo ngày. ngày th bao nhiêu thì tc đ tăng trưng ca loài virut trên là ln
nht?
CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 7
Sưu tm và biên son
Câu 20: Th tích
(
)
3
V cm
ca
1
kg
nước ti nhit đ
( )
0 30T CT C
°°
≤≤
được tính bi công thc
( )
23
999,87 0,06426 0,0058043 0,0000679VT T T T=−+
.
Th tích nưc
(
)
( )
0 30VT C T C
°°
≤≤
gim trong khong nhit đ
( )
;;
ab b°°
làm tròn đến hàng
đơn vị. Tng
ab+
bng bao nhiêu?
Câu 21: Th tích
V
của 1kg nước nhit đ
( )
0 30TT≤≤

được cho bi công thc
23
999,87 0,06426 0,0085043 0,0000679V TT T=−+
. (Theo: J. Stewart, Calculus, Seventh
Edition, Brooks/Cole, CENGAGE Learning 2012). Gi
(
)
;ab

là khong nhit đ mà trong
khoảng đó khi nhiệt đ tăng thì th tích
V
của 1kg nước cũng tăng. Tính giá trị biu thc
Pba=
(
,
ab
làm tròn đến hàng đơn vị).
Câu 22: Mt công ty muốn xây dựng h thống dây cáp từ trm A trên b bin đến mt v trí B trên mt
hòn đảo. Hòn đảo cách b bin 6 km. Gi C là đim trên b sao cho BC vuông góc vi b bin.
Khong cách t A đến C là 9 km. Giá đ lắp đặt mi km h thống dây trên bờ là 50 triệu đồng
dưới nước là 130 triệu đồng. Người ta cần xác định mt v trí D trên AC đ lắp đặt h thng
dây theo đường gp khúc ADB s tin chi phí thp nhất. Khi đó chi phí lắp đt thp nht là
bao nhiêu triệu đồng?
Câu 23: Mt màn hình ch nht cao
1, 4m
đặt độ cao
1, 8m
so vi tm mt (tính t đầu mép dưới
của màn hình như hình vẽ bên dưới).
Để nhìn rõ nht phi xác đnh v trí đng sao cho góc nhìn ln nht. Tính khong cách t v trí
đó đến màn hình? Biết rng góc
BOC
nhn.
Câu 24: Hằng ngày mực nước của một con kênh lên xuống theo thủy triều. Độ sâu
( )
mh
của mực nước
trong kênh tại thời điểm
( )
( )
h 0 24tt≤≤
trong ngày được xác định bởi công thức
2cos 5
12 3
t
h
ππ

= ++


. Gọi
( )
;ab
khoảng thời gian trong ngày độ sâu của mực nước trong
kênh tăng dần. Tính giá trị của
ab
+
.
CHUYÊN Đ I GII TÍCH 12 - NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT HÀM S
Page 8
Sưu tm và biên son
Câu 25: Xí nghip
A
sn xut đc quyn mt loi sn phm. Biết rng hàm tng chi phí sn xut là
32
77 1000 40000
TC x x x=−+ +
và hàm doanh thu là
2
2 1312TR x x=−+
, vi
x
là s sn phm.
Li nhun ca xí nghip
A
được xác đnh bng hàm s
( )
f x TR TC
=
, cc đi li nhun ca
xí nghip
A
khi đó đạt bao nhiêu sn phm?
Câu 26: Để thiết kế mt chiếc b cá hình ch nht có chiu cao là
60 ,cm
th tích là
3
96.000cm
, người
th dùng loại kính để s dụng làm mặt bên có giá thành 70.000 đồng/m
2
và loi kính đ làm mt
đáy có giá thành là 100.000 đồng/m
2
. Tính chi phí thp nht đ hoàn thành b cá.
Câu 27: Mt con cá hồi bơi ngược dòng để vượt khong cách là
300km
. Vn tốc dòng nước là
6/km h
.
Nếu vn tc bơi ca khi nưc đng yên là
( )
/v km h
thì năng lượng tiêu hao ca cá trong
t
gi
được cho bi công thc
( )
3
E v cv t=
, trong đó
c
là hng s
E
tính bng Jun. Vn tc bơi ca
cá khi nước đng yên nm khong nào thì năng lượng tiêu hao ca cá gim?
Câu 28: Mt vt chuyn động trên đường thẳng được xác đnh bi công thc
( )
32
3 72st t t t= +−
, trong
đó
0
t >
và tính bng giây và
s
quãng đường chuyển động được ca vt trong
t
giây tính
bằng mét. Khi đó:
a) Vn tc ca vt ti thời điểm
2t
=
7( / )ms
.
b) Gia tc ca vt ti thời điểm
2t =
( )
2
6 /ms
.
c) Gia tc ca vt ti thời điểm mà vn tc ca chuyển động bng
2
16 /ms
( )
2
10 /ms
.
d) Thời điểm
1t =
(giây) tại đó vận tc ca chuyển động đạt giá tr nh nht.
Câu 29: Mt vt chuyển động thẳng được cho bi phương trình:
( )
32
1
49
3
st t t t=++
, trong đó
t
tính
bng giây và
s
tính bằng mét. Khi đó:
a) Vn tc ca vt ti các thi đim
3t =
giây là
( )
31v m/s=
.
b) Quãng đường vật đi được từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi vật đứng yên là
( )
162 m
.
c) Gia tc ca vt ti thời điểm
3t =
giây:
( )
32
2
a m/s=
.
d) Trong 9 giây đầu tiên, vật tăng tốc khi
[ ]
0; 4t
.
Câu 30: Mt loi thuốc được dùng cho một bnh nhân và nồng độ thuc trong máu ca bệnh nhân được
giám sát bi bác sĩ. Biết rng nồng độ thuc trong máu ca bệnh nhân sau khi tiêm vào thể
trong
t
gi đưc cho bi hàm s có công thc
( )
2
1
t
ct
t
=
+
( )
/mg L
. Khi đó
a) Nồng độ thuc trong máu ca bn nhân sau
3
gi
( ) ( )
3
3/
10
c mg L=
.
b) Đạo hàm ca hàm s
( )
2
1
t
ct
t
=
+
(
)
( )
2
2
2
1
1
t
ct
t
=
+
.
c) Nồng độ thuc trong máu bệnh nhân tăng trong khoảng
( )
0; 2t
.
d) Nồng độ thuc trong máu ca bnh nhân cao nht khi
1
2
t =
.
CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 9
Sưu tm và biên son
Câu 31: Ông An mun xây mt cái b chứa nước lớn dạng mt khi hp ch nht không np có th tích
bng
3
288m
. Đáy bể là hình ch nht có chiều dài gấp đôi chiều rộng, giá thuê nhân công để
xây b
500000
đồng/
2
m
. Ba kích thước ca b được mô t như hình vẽ dưới
( ) ( )
( )
0, 0am cm>>
.
Nếu ông An biết xác định các kích thước ca b hp lí thì chi phí thuê nhân công s thp nht
và (Biết độ dày thành bể và đáy bể không đáng kể). Khi đó:
a) Din tích các mt cn xây là
22
24226S a ac ac a ac=++=+
.
b)
2
2 288ac=
.
c) Din tích các mt cn xây nh nht là
216m
.
d) Chi phí thấp nhất để xây dựng b đó là
108
triệu đồng.
CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 1
Sưu tm và biên son
BÀI 1. TÍNH ĐƠN ĐIU CA HÀM S
I. TÍNH ĐƠN ĐIU CA HÀM S
1. Khái nim tính đn điu ca hàm s.
Gi s
K
là mt khong, một đoạn hoc mt na khong và
()y fx
là hàm s xác định trên
K
.
+) Hàm s
()
y fx
được gi là đng biến trên
K
nếu
12 1 2 1 2
, , ( ) ( ).x x K x x fx fx

+) Hàm s
()y fx
được gi là nghch biến trên
K
nếu
12 1 2 1 2
, , ( ) ( ).x x K x x fx fx 
+) Hàm s đồng biến hoc nghch biến trên
K
được gọi chung là đơn điệu trên
.K
Chú ý:
+ Nếu hàm s đồng biến trên
K
thì t trái sang phi đồ th đi lên.
+ Nếu hàm s nghịch biến trên
K
thì t trái sang phi đồ th đi xuống.
CHƯƠNG
I
NG DỤNG ĐẠO HÀM
ĐỂ KHO SÁT VÀ V
ĐỒ TH CA HÀM S
LÝ THUYT.
I
CHUYÊN ĐỀ I GII TÍCH 12 - NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT HÀM S
Page 2
Sưu tm và biên son
2. Định lý: Cho hàm s
()y fx
có đạo hàm trên
K
, trong đó
K
là mt khoảng, đoạn hoc na
khong.
+) Nếu
( ) 0, fx x K

thì hàm s
()
y fx
đồng biến trên khong
K
.
+) Nếu
( ) 0, fx x K

thì hàm s
()y fx
nghch biến trên khong
K
.
Chú ý.
Định lí trên vẫn đúng trong trường hp
( )
fx
bng 0 ti mt s hu hạn điểm trong khong
K
.
Ngưi ta chứng minh được rng, nếu
(
)
0
fx
=
vi mi
xK
thì hàm s
(
)
fx
không đổi
trên khong
K
.
3. Định lý: (Tng quát) Cho hàm s
()y fx
có đạo hàm trên
K
, trong đó
K
là mt khong,
đoạn hoc na khong.
+) Nếu
( ) 0, fx x K

() 0fx
xy ra ti mt s hu hạn điểm trên
K
thì hàm s
()y fx
đồng biến trên khong
K
.
+) Nếu
( ) 0, fx x K

() 0fx
xy ra ti mt s hu hạn điểm trên
K
thì hàm s
()y fx
nghch biến trên khong
K
.
4. Lưu ý:
+) Nếu hàm s
()y fx
liên tc trên đon
[;]ab
'( ) 0, ( ; )f x x ab 
thì ta nói hàm s đồng
biến trên đoạn
[ ; ].
ab
+) Nếu hàm s
()y fx
liên tc trên đon
[;]ab
'( ) 0, (a; )fx x b 
thì ta nói hàm s
nghch biến trên đoạn
[ ; ].ab
+) Tương tự vi các khái nim hàm s đồng biến, nghch biến trên các na khong.
5. S dng bng biến thiên đ xét tính đơn điu ca hàm s.
Để xét tính đơn điu ca hàm s
()y fx=
ta thc hiện các bước sau:
c 1: Tìm tập xác định
D
.
c 2: Tính đạo hàm
()y fx
′′
=
. Tìm các điểm
( )
0;1; 2;...
i
xi=
mà tại đó
() 0fx
=
hoc làm
cho
()fx
không xác định.
c 3: Sp xếp các
( )
0;1; 2;...
i
xi=
theo th t tăng dần và lp bng biến thiên.
c 4: Căn cứ vào bng biến thiên nêu kết lun
Chú ý: Đối vi bài toán trc nghim, ta có th s dụng Phương pháp s dng MTCT.
Cách 1: S dụng chức năng lập bng giá tr MODE 7 ca máy tính Casio. Quan sát bng kết
qu nhận được v tính tăng, giảm giá tr của f(x) và dự đoán.
Cách 2: Tính đạo hàm, thiết lp bất phương trình đạo hàm. S dụng tính năng giải bất phương
trình INEQ của máy tính Casio (đối vi bất phương trình bậc hai, bc ba).
CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 3
Sưu tm và biên son
II. CC TR CA HÀM S
1. Khái nim cc tr ca hàm s: Cho hàm s
()y fx
=
xác đnh và liên tc trên khong
(;)
ab
điểm
0
(;)x ab
.
+) Nếu tn ti s
0h >
sao cho
(
) (
)
0
fx fx
<
vi mi
00
(;)x x hx h∈− +
0
xx
thì ta nói
hàm s
()y fx
=
đạt cực đại ti
0
x
.
+) Nếu tn ti s
0h >
sao cho
( ) ( )
0
fx fx>
vi mi
00
(;)x x hx h∈− +
0
xx
thì ta nói
hàm s
()y fx=
đạt cc tiu ti
0
x
.
* Chú ý
+) Nếu hàm s
()
y fx
=
đạt cc đi ti
0
x
thì
0
x
được gi là đim cc đi ca hàm s;
0
()fx
được gi là giá tr cc đi ca hàm s, kí hiu là
()
CT
ff
, còn điểm
00
( ; ( ))Mx fx
được gi là
đim cực đại của đồ th hàm s.
+) Các đim cc đi và cc tiểu được gi chung là đim cc tr. Giá tr cc đi còn gi là cc
đại và được gi chung là cc tr ca hàm s.
2. Cách tìm cc tr ca hàm s
Định lí 2: Gi s hàm s
()y fx=
liên tc trên
(;)ab
chứa điểm
0
x
và có đạo hàm trên
0
(; )ax
0
( ;)xb
.
+) Nếu
( )
'0fx>
trên khong
0
(; )ax
'( ) 0fx<
trên
0
( ;)xb
thì
0
x
là một điểm cc đi ca
hàm s
()y fx=
.
+) Nếu
( )
0fx
<
trên khong
0
(; )ax
() 0fx
>
trên
0
( ;)xb
thì
0
x
là một đim cc tiu ca
hàm s
()y fx
=
.
Minh ha bng bng biến thiến
CHUYÊN ĐỀ I GII TÍCH 12 - NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT HÀM S
Page 4
Sưu tm và biên son
NHN XÉT:
Để tìm cc tr ca hàm s
()y fx=
ta thc hiện các bước sau:
c 1: Tìm tập xác định
D
.
c 2: Tính đạo hàm
()y fx
′′
=
. Tìm các điểm
( )
0;1; 2;...
i
xi=
mà tại đó
() 0fx
=
hoc làm
cho
()fx
không xác định.
c 3: Sp xếp các
( )
0;1; 2;...
i
xi=
theo th t tăng dần và lp bng biến thiên.
c 4: Căn cứ vào bng biến thiên nêu kết lun
Câu 1: Mt vt chuyển động theo quy lut
( )
32
2 24 9 3= + +−st t t t
vi
t
(giây) là khong thi gian t
c bt đu chuyn đng và
( )
st
(m) là quãng đường vt đi đưc trong khong thi gian đó. Hi
trong khong thi gian
10
giây k t lúc bắt đu chuyển động, vt chuyển động nhanh dần hay
chm dn.
Li gii
Vn tc chuyển động ca vật được xác đnh theo công thc:
( ) ( )
2
6 48 9
= =−+ +vt s t t t
.
Ta có
(
)
12 48
=−+
vt t
;
( )
04
= ⇔=vt t
.
T đó ta có bảng biến thiên
Nhìn vào bng biến thiên ta thy: T thời điểm bắt đầu chuyển động đến thi đim
4=t
giây,
vt chuyển động nhanh dần. T thi đim
4=t
giây đến thi đim
10=t
giây, vt chuyn
động chm dn.
Câu 2: Th tích nước ca mt b bơi sau
t
phút bơm được tính theo công thc
( )
4
3
1
30
100 4

=


t
Vt t
vi
0 90
≤≤t
. Tc đ bơm nước thi đim
t
đưc tính theo công thc
( ) ( )
=vt V t
. Tìm thi
điểm tốc độ bơm nước là ln nht và tính tốc độ bơm nưc ln nhất đó.
Li gii
Ta có
( ) ( )
( )
23
1
90
100
= = vt V t t t
.
( )
( )
2
1
180 3
100
= vt t t
.
H THNG BÀI TP TOÁN THC T.
CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 5
Sưu tm và biên son
( )
0
0
60
=
=
=
t
vt
t
.
Bng biến thiên
T bng biến thiên ta thy: Tốc độ bơm nưc ln nht bng
1080
, ti thi đim
60=t
phút.
Câu 3: Gi s doanh số (tính bng s sn phm) ca mt sn phm mi (trong vòng mt s năm nhất
định) tuân theo quy lut logistic đưc mô hình hoá bng hàm s
5000
() , 0
15
t
ft t
e
=
+
trong đó
thi gian
t
được tính bằng năm, kể t khi phát hành sn phm mới. Khi đó, đạo hàm
()ft
s
biu th tc đ bán hàng. Hỏi sau khi phát hành bao nhiêu năm thì tốc độ bán hàng là ln nht?
Li gii
Ta có:
( )
( )
( )
22
5000 1 5
25000
()
15 15
t
t
tt
e
e
ft
ee
−−
+′
′= =
++
Tốc độ bán hàng là ln nht khi
()ft
ln nht.
Đặt
( )
2
25000
()
15
t
t
e
ht
e
=
+
.
( ) (
) ( )
( )
2
4
25000 1 5 2 5 1 5 25000
()
15
tt t t t
t
ee e e e
ht
e
−−
+ ⋅− +
′=
+
( )( )
( )
( )
( )
43
25000 1 5 1 5 10 25000 1 5
15 15
t t tt t t
tt
e e ee e e
ee
−−
−−
−++−−
= =
++
( )
( )
3
25000 1 5
() 0 0
15
tt
t
ee
ht
e
−−
−−
′= =
+
1
1 5 0 ln 5(tm)
5
tt
ee t
−−
⇔− = = =
Ta có bng biến thiên vi
[0; )t +∞
:
t
0
n5
+∞
()t
0
()t
250
CHUYÊN ĐỀ I GII TÍCH 12 - NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT HÀM S
Page 6
Sưu tm và biên son
Vy sau khi phát hành khong
ln 5 1, 6
năm thì thì tốc độ bán hàng là ln nht.
Câu 4: t mt chất điểm chuyển động dọc theo trc
Ox
. To độ ca cht đim ti thi đim
t
được
xác đnh bi hàm s
32
() 6 9xt t t t=−+
vi
0t
. Khi đó
()xt
là vn tc ca chất điểm ti thi
điểm
t
, kí hiu
(); ()vt v t
là gia tc chuyển động ca chất điểm ti thời điểm
t
. Trong khong
thi gian nào vn tc ca cht điểm tăng, trong khoảng thi gian nào vn tc ca cht đim gim?
Li gii
( ) ( )
2
3 12 9vt x t t t
= =−+
Xét
( )
2
3 12 9vt t t=−+
( )
6 12 0 2vt t t
= = ⇔=
Bng biến thiên
Vn tốc tăng trong khoảng thi gian
t
( )
2;10
và gim trong khong thi gian
t
( )
0; 2
.
Câu 5: Mt hp tác xã nuôi cá thí nghim trong hồ. Người ta thy rng nếu trên mi đơn v diện tích ca
mt hn con cá thì trung bình mi con cá sau mt v cân nng (gam). Hi
phi th s ng cá trên mt đơn v diện tích ca mt h thuc khoảng nào dưới đây đ cân nng
trung bình ca s cá đó tăng?
Li gii
Sau mt v, s cá trên mi đơn v diện tích mt h có cân nng trung bình là:
(gam).
Bng biến thiên:
T bng biến thiên, suy ra trên mỗi đơn vị diện tích ca mt h, s cá cn th trong khong
( )
0 12;
( ) 480 20Pn n=
2
( ) ( ) 480 20f n nP n n n= =
( ) 480 40 0 12fn n n
= =⇔=
CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 7
Sưu tm và biên son
Câu 6: Sau khi phát hin mt bệnh dịch, các chuyên gia y tế ước tính s người nhim bnh k t ngày
xut hin bệnh nhân đầu tiên đến ngày th t Nếu coi
( )
ft
hàm s xác định trên đoạn [0;25] thì đạo hàm
( )
ft
được xem là tc đ truyn bệnh (người/ngày)
ti thi đim t. Xác đnh khong thi gian mà tốc độ truyn bnh gim?
Li gii
;
Bng biến thiên
Vy khong thi gian
( )
15 25;
ngày thì tốc độ truyn bnh gim
Câu 7: Mt con cá hồi bơi ngược dòng để vượt khong cách là 300 km. Vn tốc dòng nước là 6 km/h.
Nếu vn tốc bơi của cá khi nước đứng yên là v (km/h) thì năng lượng tiêu hao ca cá trong t gi
được cho bi công thc trong đó c là hng s E tính bng Jun. Vn tc bơi ca
cá khi nước đng yên nm khoảng nào thì năng lượng tiêu hao ca cá gim?
Li gii
Khi bơi ngược dòng vận tc ca cá là: (km/h)
Thời gian để cá vượt khong cách 300 km là
Năng lượng tiêu hao của cá khi vượt khong cách 300km là:
do (v > 6)
Bng biến thiên
Vn tốc bơi của cá khi nước đứng yên nm khong
( )
69;
thì năng lượng tiêu hao ca cá gim
Câu 8: Mt cửa hàng trung bình bán được 100 cái Tivi mi tháng vi giá 14 triu đng mt cái. Ch ca
hàng nhn thy rng, nếu gim giá bán mỗi cái 500 ngàn đồng thì s ng tivi bán ra s tăng
23
( ) 45 , 0,1,2,...,25.ft t t t= −=
2
( ) 90 3ft t t
=
( ) 90 6 , ( ) 0 15ft tft t
′′ ′′
= = ⇔=
3
() ,E v cv t=
6v
300
( 6)
6
tv
v
= >
3
3
300
( ) 300
66
v
E v cv c
vv
= =
−−
2
2
9
( ) 600 ; ( ) 0 9
( 6)
v
Ev cv Ev v
v
′′
= =⇔=
CHUYÊN ĐỀ I GII TÍCH 12 - NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT HÀM S
Page 8
Sưu tm và biên son
thêm 10 cái mi tháng. Hi ca hàng nên bán với giá bao nhiêu để doanh thu ca hàng là ln
nht?
Li gii
Gi s cn gim giá bán mi cái tivi là
x
triệu đồng
( )
14<x
.
Do gim giá bán mỗi cái 500 ngàn đồng thì s ng tivi bán ra s tăng thêm 10 cái mỗi tháng
nên s ợng tivi bán ra tăng lên bây giờ là:
10
20
0,5
=
x
x
.
Khi đó, doanh thu một tháng ca ca hàng là
( ) ( )
2
100 20 . 14 20 180 1400+ −= + +x x xx
.
Xét hàm s
(
) ( )
2
20 180 1400 14=−+ + <fx x x x
Ta có
( )
40 180
=−+fx x
;
( )
0 4,5
=⇔=fx x
.
Bng biến thiên
T bng biến thiên ta thấy: Để doanh thu cửa hàng đạt cao nht thì giá bán mi cái tivi là
14 4,5 9,5−=
triệu đồng
Câu 9: Gi s s ng qun th nm men ti môi trưng nuôi cy trong phòng thí nghim đưc mô
hình hóa bng hàm s
( )
0,75
25
0, 25
=
+
t
Pt
e
, trong đó thời gian
t
được tính bng gi. Tc đ sinh
trưng ca qun th nm men thi đim
t
đưc tính theo công thc
( )
Pt
. Nêu nhn xét v s
tăng giảm ca s ng qun th nm men đưc nuôi cy. S ng qun th nm men có th
tăng lên vô cùng được không?
Li gii
Ta có
( )
( )
0,75
2
0,75
18,75.
0, 0
0, 25
= > ∀>
+
t
t
e
Pt t
e
. Suy ra s ng qun th nấm men được nuôi cy
luôn tăng.
Ta li có
( )
0,75
25
lim lim 100
0, 25
+∞ →+∞
= =
+
t
tt
Pt
e
. Do đó, số ng qun th nấm men tăng nhưng
không vượt quá
100
, nên không th tăng lên vô cùng được.
Câu 10: Lát ct ngang ca một vùng đất ven biển được mô hình hoá thành mt hàm s bc ba
( )
y fx=
có đồ th như hình vẽ (đơn vị độ dài trên các trục là km).
CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 9
Sưu tm và biên son
Biết khoảng cách hai bên chân đồi
2 km
OA
=
, độ rng ca h
1 kmAB =
và ngọn đồi cao
528 m
. Tìm độ sâu ca h (tính bng mét) tại điểm sâu nhất? (làm tròn đến hàng đơn vị).
Li gii
Theo đề bài ta có :
2 kmOA =
,
3 kmOB =
528 m=0,528 km
.
Đồ th hàm s
(
)
y fx=
đi qua các điểm
( )
0; 0O
,
( ) ( )
2;0 , 3;0AC
suy ra
( )
( )(
)
( )
32
2 3 56
y f x ax x x a x x x= = −= +
vi
0a >
.
Ta có :
( )
2
3 10 6
y ax x
= −+
,
57
3
0
57
3
x
y
x
+
=
=
=
.
T độ cao của đồi ta có ti v trí điểm cực đại
57
; 0,528
3
Đ CĐC
xy
= =
suy ra
32
0,528
0, 25
57 57 57
5. 6.
333
a =

−−
−+


.
Đim sâu nht ca h ng vi v trí của điểm cc tiu
57
, 0,1578
3
CT CT
xy
+
=
.
Vậy độ sâu ca h tại điểm sâu nht xp x
0,1578 km
hay xp x
158 m
.
Câu 11: Cho mt b h hình bán nguyt có bán kính bng
2 km
, đường kính
PR
như hình vẽ sau :
CHUYÊN ĐỀ I GII TÍCH 12 - NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT HÀM S
Page 10
Sưu tm và biên son
T điểm
P
anh Tài chèo mt chiếc thuyn vi vn tc
3 km/h
đến đim
Q
trên b h, ri chy
b dọc theo thành h đến v trí
R
vi vn tc
6 km/h
. Thi gian chm nhất anh Tài di chuyển
t
P
đến
R
là bao nhiêu? (thi gian tính bằng phút).
Li gii
Đặt
( )
QPR rad
ϕ
=
,
0;
2
π
ϕ



.
Ta có
PQR
vuông ti
Q
.cos 4cosPQ PR
ϕϕ
⇒= =
.
22QOR QPR
ϕ
= =
.
Độ dài cung tròn
2.2 4QR
ϕϕ
= =
.
Thi gian anh Tài chèo t
P
đến
Q
là:
4cos
3
ϕ
(gi).
Thi gian anh Tài chèo t
Q
đến
R
là:
42
63
ϕϕ
=
(gi).
Tng thời gian anh Tài di chuyển t
P
đến
R
là:
4cos 2
0
33 2
t
ϕϕ π
ϕ

= + <<


.
Xét hàm s
( )
4cos 2
33
t
ϕϕ
ϕ
= +
vi
0;
2
π
ϕ



.
( ) ( )
1
4sin 2
3
t
ϕϕ
=−+
,
0;
2
π
ϕ



.
( )
0, 0;
2
t
π
ϕϕ

=


1
sin , 0;
22
π
ϕϕ

⇔=


6
π
ϕ
⇔=
.
Bng biến thiên
CHUYÊN Đ I NG DNG ĐO HÀM Đ KHO SÁT VÀ V ĐỒ TH CA HÀM S
Page 11
Sưu tm và biên son
Vy thi gian chm nhất mà anh Tài di chuyển t
P
đến
R
23
1, 5
6 39
t
ππ

= +≈


(gi) hay
90 phút.
Câu 12: Xí nghip
A
sn xut đc quyn mt loi sn phm. Biết rng hàm tng chi phí sn xut là
32
77 1000 40000TC x x x=−+ +
và hàm doanh thu là
2
2 1312
TR x x=−+
, vi
x
là s sn phm.
Li nhun ca xí nghip
A
được xác đnh bng hàm s
( )
f x TR TC=
, cc đi li nhun ca
xí nghip
A
khi đó đạt bao nhiêu sn phm?
Li gii
Xét hàm s:
( )
( )
2 32
2 1312 77 1000 40000f x TR TC x x x x x=−=−+ −− + +
.
( )
32
75 312 40000fx x x x=−+ +
.
TXĐ:
( )
0;D = +∞
.
Ta có
(
)
( )
( )
2
52
3 150 312 0
2
xN
fx x x
xL
=
=−+ + =
=
Bng biến thiên:
Hàm s đạt giá tr cực đại
74416
CĐ
y =
ti
52x =
.
Vy li nhun của công ty đạt cực đại khi s sn phm
52
x =
.
Câu 13: Khi loi thuc A đưc tiêm vào bnh nhân, nng đ
/mg l
ca thuc trong máu sau
x
phút (kể
t khi bắt đầu tiêm) được xác định bi công thc:
2
30
()
2
x
Cx
x
=
+
.

Preview text:

CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM NG ƯƠ
I ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ CH
ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
BÀI 1. TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ I LÝ THUYẾT.
I. TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ
1. Khái niệm tính đợn điệu của hàm số.
Giả sử K là một khoảng, một đoạn hoặc một nữa khoảng và y f(x) là hàm số xác định trên K .
+) Hàm số y f(x) được gọi là đồng biến trên K nếu x , x K,
x x f (x )  f (x ). 1 2 1 2 1 2
+) Hàm số y f(x) được gọi là nghịch biến trên K nếu x , x K,
x x f (x )  f (x ). 1 2 1 2 1 2
+) Hàm số đồng biến hoặc nghịch biến trên K được gọi chung là đơn điệu trên K. Chú ý:
+ Nếu hàm số đồng biến trên K thì từ trái sang phải đồ thị đi lên.
+ Nếu hàm số nghịch biến trên K thì từ trái sang phải đồ thị đi xuống.
2. Định lý: Cho hàm số y f(x) có đạo hàm trên K   , trong đó K là một khoảng, đoạn hoặc nữa khoảng.
+) Nếu f (x)  0, x K thì hàm số y f(x) đồng biến trên khoảng K .
+) Nếu f (x)  0, x K thì hàm số y f(x) nghịch biến trên khoảng K . Page 1
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – GIẢI TÍCH 12 - ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT HÀM SỐ Chú ý.
Định lí trên vẫn đúng trong trường hợp f ′(x) bằng 0 tại một số hữu hạn điểm trong khoảng K .
Người ta chứng minh được rằng, nếu f ′(x) = 0 với mọi xK thì hàm số f (x) không đổi trên khoảng K .
3. Định lý: (Tổng quát) Cho hàm số y f(x) có đạo hàm trên K   , trong đó K là một khoảng,
đoạn hoặc nữa khoảng.
+) Nếu f (x)  0, x K f (x)  0 xảy ra tại một số hữu hạn điểm trên K thì hàm số
y f (x) đồng biến trên khoảng K .
+) Nếu f (x)  0, x K f (x)  0 xảy ra tại một số hữu hạn điểm trên K thì hàm số
y f (x) nghịch biến trên khoảng K .
4. Lưu ý: +) Nếu hàm số y f(x) liên tục trên đoạn [a;b] và f '(x)0, (
x a;b) thì ta nói hàm số đồng
biến trên đoạn [a;b].
+) Nếu hàm số y f(x) liên tục trên đoạn [a;b] và f '(x)  0, (
x  a;b) thì ta nói hàm số
nghịch biến trên đoạn [a;b].
+) Tương tự với các khái niệm hàm số đồng biến, nghịch biến trên các nửa khoảng.
5. Sử dụng bảng biến thiên để xét tính đơn điệu của hàm số.
Để xét tính đơn điệu của hàm số y = f (x) ta thực hiện các bước sau:
Bước 1:
Tìm tập xác định D .
Bước 2: Tính đạo hàm y′ = f (′x) . Tìm các điểm x i =
mà tại đó f (′x) = 0 hoặc làm i ( 0;1;2;. .)
cho f (′x) không xác định.
Bước 3: Sắp xếp các x i =
theo thứ tự tăng dần và lập bảng biến thiên. i ( 0;1;2;. .)
Bước 4: Căn cứ vào bảng biến thiên nêu kết luận
Chú ý: Đối với bài toán trắc nghiệm, ta có thể sử dụng Phương pháp sử dụng MTCT.
Cách 1: Sử dụng chức năng lập bảng giá trị MODE 7 của máy tính Casio. Quan sát bảng kết
quả nhận được về tính tăng, giảm giá trị của f(x) và dự đoán.
Cách 2: Tính đạo hàm, thiết lập bất phương trình đạo hàm. Sử dụng tính năng giải bất phương
trình INEQ của máy tính Casio (đối với bất phương trình bậc hai, bậc ba).
II. CỰC TRỊ CỦA HÀM SỐ
Page 2
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
1. Khái niệm cực trị của hàm số: Cho hàm số y = f (x) xác định và liên tục trên khoảng ( ; a b) và điểm x ∈( ; a b) 0 .
+) Nếu tồn tại số h > 0 sao cho f (x) < f (x với mọi x∈(x − ;
h x + h) và x x thì ta nói 0 ) 0 0 0
hàm số y = f (x) đạt cực đại tại x0 .
+) Nếu tồn tại số h > 0 sao cho f (x) > f (x với mọi x∈(x − ;
h x + h) và x x thì ta nói 0 ) 0 0 0
hàm số y = f (x) đạt cực tiểu tại x0 . * Chú ý
+) Nếu hàm số y = f (x) đạt cực đại tại x x f (x )
0 thì 0 được gọi là điểm cực đại của hàm số; 0
được gọi là giá trị cực đại của hàm số, kí hiệu là f
M (x ; f (x ))
( fCT ) , còn điểm 0 0 được gọi là
điểm cực đại của đồ thị hàm số.
+) Các điểm cực đại và cực tiểu được gọi chung là điểm cực trị. Giá trị cực đại còn gọi là cực
đại và được gọi chung là cực trị của hàm số.
2. Cách tìm cực trị của hàm số
Định lí 2: Giả sử hàm số y = f (x) liên tục trên ( ;
a b) chứa điểm x ( ; a x ) 0 và có đạo hàm trên 0 và (x ;b) 0 .
+) Nếu f '(x) > 0 trên khoảng ( ; a x ) < (x ;b) x 0 và f '(x) 0 trên 0
thì 0 là một điểm cực đại của
hàm số y = f (x) .
+) Nếu f ′(x) < 0 trên khoảng ( ; a x ) ′ > (x ;b) x 0 và f (x) 0 trên 0
thì 0 là một điểm cực tiểu của
hàm số y = f (x) .
Minh họa bằng bảng biến thiến NHẬN XÉT:
Để tìm cực trị của hàm số y = f (x) ta thực hiện các bước sau:
Bước 1:
Tìm tập xác định D .
Bước 2: Tính đạo hàm y′ = f (′x) . Tìm các điểm x i =
mà tại đó f (′x) = 0 hoặc làm i ( 0;1;2;. .)
cho f (′x) không xác định.
Bước 3: Sắp xếp các x i =
theo thứ tự tăng dần và lập bảng biến thiên. i ( 0;1;2;. .)
Bước 4: Căn cứ vào bảng biến thiên nêu kết luận Page 3
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – GIẢI TÍCH 12 - ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT HÀM SỐ
HỆ THỐNG BÀI TẬP TOÁN THỰC TẾ.
Câu 1: Một vật chuyển động theo quy luật s(t) 3 2 = 2
t + 24t + 9t − 3 với t (giây) là khoảng thời gian từ
lúc bắt đầu chuyển động và s(t) (m) là quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian đó. Hỏi
trong khoảng thời gian 10 giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động, vật chuyển động nhanh dần hay chậm dần. 4
Câu 2: Thể tích nước của một bể bơi sau  t
t phút bơm được tính theo công thức V (t) 1 3 = 30t 100 4   
với 0 ≤ t ≤ 90 . Tốc độ bơm nước ở thời điểm t được tính theo công thức v(t) =V′(t) . Tìm thời
điểm tốc độ bơm nước là lớn nhất và tính tốc độ bơm nước lớn nhất đó.
Câu 3: Giả sử doanh số (tính bằng số sản phẩm) của một sản phẩm mới (trong vòng một số năm nhất
định) tuân theo quy luật logistic được mô hình hoá bằng hàm số 5000 f (t) = ,t ≥ 0 trong đó 1+ 5 t e
thời gian t được tính bằng năm, kể từ khi phát hành sản phẩm mới. Khi đó, đạo hàm f (′t) sẽ
biểu thị tốc độ bán hàng. Hỏi sau khi phát hành bao nhiêu năm thì tốc độ bán hàng là lớn nhất?
Câu 4: Xét một chất điểm chuyển động dọc theo trục Ox . Toạ độ của chất điểm tại thời điểm t được xác định bởi hàm số 3 2
x(t) = t − 6t + 9t với t ≥ 0 . Khi đó x (′t) là vận tốc của chất điểm tại thời
điểm t , kí hiệu v(t);v (′t) là gia tốc chuyển động của chất điểm tại thời điểm t . Trong khoảng
thời gian nào vận tốc của chất điểm tăng, trong khoảng thời gian nào vận tốc của chất điểm giảm?
Câu 5: Một hợp tác xã nuôi cá thí nghiệm trong hồ. Người ta thấy rằng nếu trên mỗi đơn vị diện tích của
mặt hồ có n con cá thì trung bình mỗi con cá sau một vụ cân nặng P(n) = 480 − 20n (gam). Hỏi
phải thả số lượng cá trên một đơn vị diện tích của mặt hồ thuộc khoảng nào dưới đây để cân nặng
trung bình của số cá đó tăng?
Câu 6: Sau khi phát hiện một bệnh dịch, các chuyên gia y tế ước tính số người nhiễm bệnh kể từ ngày
xuất hiện bệnh nhân đầu tiên đến ngày thứ t là 2 3
f (t) = 45t t , t = 0,1,2,...,25. Nếu coi f (t) là
hàm số xác định trên đoạn [0;25] thì đạo hàm f ′(t)được xem là tốc độ truyền bệnh (người/ngày)
tại thời điểm t. Xác định khoảng thời gian mà tốc độ truyền bệnh giảm?
Câu 7: Một con cá hồi bơi ngược dòng để vượt khoảng cách là 300 km. Vận tốc dòng nước là 6 km/h.
Nếu vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên là v (km/h) thì năng lượng tiêu hao của cá trong t giờ
được cho bởi công thức 3
E(v) = cv t, trong đó c là hằng số và E tính bằng Jun. Vận tốc bơi của
cá khi nước đứng yên nằm ở khoảng nào thì năng lượng tiêu hao của cá giảm?
Câu 8: Một cửa hàng trung bình bán được 100 cái Tivi mỗi tháng với giá 14 triệu đồng một cái. Chủ cửa
hàng nhận thấy rằng, nếu giảm giá bán mỗi cái 500 ngàn đồng thì số lượng tivi bán ra sẽ tăng
thêm 10 cái mỗi tháng. Hỏi cửa hàng nên bán với giá bao nhiêu để doanh thu cửa hàng là lớn nhất?
Câu 9: Giả sử số lượng quần thể nấm men tại môi trường nuôi cấy trong phòng thí nghiệm được mô 25
hình hóa bằng hàm số P(t) =
, trong đó thời gian t được tính bằng giờ. Tốc độ sinh 0,75 0,25 − + t e
trưởng của quần thể nấm men ở thời điểm t được tính theo công thức P′(t) . Nêu nhận xét về sự
tăng giảm của số lượng quần thể nấm men được nuôi cấy. Số lượng quần thể nấm men có thể
tăng lên vô cùng được không? Page 4
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
Câu 10: Lát cắt ngang của một vùng đất ven biển được mô hình hoá thành một hàm số bậc ba y = f (x)
có đồ thị như hình vẽ (đơn vị độ dài trên các trục là km).
Biết khoảng cách hai bên chân đồi OA = 2 km , độ rộng của hồ AB =1 km và ngọn đồi cao
528 m . Tìm độ sâu của hồ (tính bằng mét) tại điểm sâu nhất? (làm tròn đến hàng đơn vị).
Câu 11: Cho một bờ hồ hình bán nguyệt có bán kính bằng 2 km , đường kính PR như hình vẽ sau :
Từ điểm P anh Tài chèo một chiếc thuyền với vận tốc 3 km/h đến điểm Q trên bờ hồ, rồi chạy
bộ dọc theo thành hồ đến vị trí R với vận tốc 6 km/h . Thời gian chậm nhất mà anh Tài di chuyển
từ P đến R là bao nhiêu? (thời gian tính bằng phút).
Câu 12: Xí nghiệp A sản xuất độc quyền một loại sản phẩm. Biết rằng hàm tổng chi phí sản xuất là 3 2
TC = x − 77x +1000x + 40000 và hàm doanh thu là 2 TR = 2
x +1312x , với x là số sản phẩm.
Lợi nhuận của xí nghiệp A được xác định bằng hàm số f (x) = TR TC , cực đại lợi nhuận của
xí nghiệp A khi đó đạt bao nhiêu sản phẩm?
Câu 13: Khi loại thuốc A được tiêm vào bệnh nhân, nồng độ mg / l của thuốc trong máu sau x phút (kể
từ khi bắt đầu tiêm) được xác định bởi công thức: 30 ( ) x C x = . 2 x + 2
(Nguồn: James Stewart, J. (2015). Calculus. Cengage Learning) Page 5
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – GIẢI TÍCH 12 - ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT HÀM SỐ
Để đưa ra những lời khuyên và cách xử lí phù hợp cho bệnh nhân, ta cần tìm khoảng thời gian
mà nồng độ của thuốc trong máu đang tăng. Em hãy cho biết hàm nồng độ thuốc trong máu
C(x) đạt giá trị cực đại là bao nhiêu trong khoảng thời gian 6 phút sau khi tiêm (kết quả làm
tròn đến hàng phần mười)?
Câu 14: Một tấm bạt hình vuông cạnh 20m như hình vẽ dưới đây. Người ta dự tính cắt phần tô đậm của
tấm bạt rồi gập và may lại (các đường may không đáng kể), nhằm mục đích phủ lên tháp đèn
trang trí (tháp dạng hình chóp tứ giác đều) để tránh hư hại tháp khi trời mưa.
Biết khối chóp hình thành sau khi gập và may lại cần thể tích lớn nhất thì mới phủ kín tháp đèn.
Hỏi phần diện tích tấm bạt bị cắt là bao nhiêu để đảm bảo yêu cầu trên. 3
Câu 15: Một chất điểm chuyển động theo phương trình s(t) t 2
= − +18t − 35t +10, trong đó t tính bằng 3
giây và s tính bằng mét. Trong 40 giây đầu tiên, chất điểm có vận tốc tức thời giảm trong khoảng thời gian ( ;
a b). Tính giá trị của biểu thức P = 2b − 3a .
Câu 16: Một chất điểm đag đứng yên thì bắt đầu chuyển động theo quy luật s(t) 3 2
= −t + 6t + 9t , với t
(giây) là khoảng thời gian tính từ lúc vật bắt đầu chuyển động và s (mét) là quãng đường vật đi
được trong khoảng thời gian đó. Hỏi vật tăng tốc trong khoảng thời gian bao lâu tính từ lúc bắt đầu chuyển động?
Câu 17: Giả sử chiều cao ( tính bằng cm ) của một giống cây trồng ( trong vòng một số tháng nhất định)
tuân theo quy luật logistic được mô hình hoá bằng hàm số f (t) 200 = , t ≥ 0 . 1+ 4 t e
Trong đó thời gian t được tính bằng tháng kể từ khi hạt bắt đầu nảy mầm. Khi đó đạo hàm
f ′(t) sẽ biểu thị tốc độ tăng chiều cao của giống cây đó. Hỏi sau khi hạt giống bắt đầu nảy
mầm thì sau bao nhiêu tháng tốc độ tăng chiều cao của cây là lớn nhất?
Câu 18: Giả sử tăng cân nặng ( tính bằng kg ) của một giống vật nuôi ( trong vòng một số tháng nhất
định) tuân theo quy luật logistic được mô hình hoá bằng hàm số f (t) 150 = , t ≥ 0 1+ 3 t e
Trong đó thời gian t được tính bằng tháng kể từ khi vật nuôi đó bắt đầu sinh ra. Khi đó đạo
hàm f ′(t) sẽ biểu thị tốc độ tăng cân nặng của loài cây đó. Hỏi sau khi vật nuôi sinh ra thì sau
bao nhiêu tháng tốc độ tăng cân nặng của vật nuôi là nhanh nhất?
Câu 19: Sự tăng trưởng của một loại virut được xác định bởi hàm số p(t) 800 =
, trong đó t là thời 0 − ,2 1+ 7e t
gian được tính theo ngày. Ở ngày thứ bao nhiêu thì tốc độ tăng trưởng của loài virut trên là lớn nhất? Page 6
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
Câu 20: Thể tích ( 3
V cm ) của 1kg nước tại nhiệt độ T (0°C T 30° ≤ ≤
C) được tính bởi công thức V (T ) 2 3
= 999,87 − 0,06426T + 0,0058043T − 0,0000679T .
Thể tích nước V (T )(0°C T 30° ≤ ≤
C) giảm trong khoảng nhiệt độ (a b°);b làm tròn đến hàng
đơn vị. Tổng a + b bằng bao nhiêu?
Câu 21: Thể tích V của 1kg nước ở nhiệt độ T (0 ≤ T ≤ 30 ) được cho bởi công thức 2 3
V = 999,87 − 0,06426T + 0,0085043T − 0,0000679T . (Theo: J. Stewart, Calculus, Seventh
Edition, Brooks/Cole, CENGAGE Learning 2012). Gọi (a;b ) là khoảng nhiệt độ mà trong
khoảng đó khi nhiệt độ tăng thì thể tích V của 1kg nước cũng tăng. Tính giá trị biểu thức
P = b a ( a,b làm tròn đến hàng đơn vị).
Câu 22: Một công ty muốn xây dựng hệ thống dây cáp từ trạm A ở trên bờ biển đến một vị trí B trên một
hòn đảo. Hòn đảo cách bờ biển 6 km. Gọi C là điểm trên bờ sao cho BC vuông góc với bờ biển.
Khoảng cách từ A đến C là 9 km. Giá để lắp đặt mỗi km hệ thống dây trên bờ là 50 triệu đồng
và dưới nước là 130 triệu đồng. Người ta cần xác định một vị trí D trên AC để lắp đặt hệ thống
dây theo đường gấp khúc ADB mà số tiền chi phí thấp nhất. Khi đó chi phí lắp đặt thấp nhất là bao nhiêu triệu đồng?
Câu 23: Một màn hình chữ nhật cao 1,4m và đặt ở độ cao 1,8m so với tầm mắt (tính từ đầu mép dưới
của màn hình như hình vẽ bên dưới).
Để nhìn rõ nhất phải xác định vị trí đứng sao cho góc nhìn lớn nhất. Tính khoảng cách từ vị trí
đó đến màn hình? Biết rằng góc  BOC nhọn.
Câu 24: Hằng ngày mực nước của một con kênh lên xuống theo thủy triều. Độ sâu h (m) của mực nước
trong kênh tại thời điểm t (h) (0 ≤ t ≤ 24) trong ngày được xác định bởi công thức  π π 2cos t h  = + + 
 5 . Gọi (a;b) là khoảng thời gian trong ngày mà độ sâu của mực nước trong  12 3 
kênh tăng dần. Tính giá trị của a + b . Page 7
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – GIẢI TÍCH 12 - ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT HÀM SỐ
Câu 25: Xí nghiệp A sản xuất độc quyền một loại sản phẩm. Biết rằng hàm tổng chi phí sản xuất là 3 2
TC = x − 77x +1000x + 40000 và hàm doanh thu là 2 TR = 2
x +1312x , với x là số sản phẩm.
Lợi nhuận của xí nghiệp A được xác định bằng hàm số f (x) = TR TC , cực đại lợi nhuận của
xí nghiệp A khi đó đạt bao nhiêu sản phẩm?
Câu 26: Để thiết kế một chiếc bể cá hình chữ nhật có chiều cao là 60c , m thể tích là 3 96.000cm , người
thợ dùng loại kính để sử dụng làm mặt bên có giá thành 70.000 đồng/m2 và loại kính để làm mặt
đáy có giá thành là 100.000 đồng/m2. Tính chi phí thấp nhất để hoàn thành bể cá.
Câu 27: Một con cá hồi bơi ngược dòng để vượt khoảng cách là 300km . Vận tốc dòng nước là 6km/h .
Nếu vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên là v(km/h) thì năng lượng tiêu hao của cá trong t giờ
được cho bởi công thức ( ) 3
E v = cv t , trong đó c là hằng số và E tính bằng Jun. Vận tốc bơi của
cá khi nước đứng yên nằm ở khoảng nào thì năng lượng tiêu hao của cá giảm?
Câu 28: Một vật chuyển động trên đường thẳng được xác định bởi công thức s(t) 3 2
= t − 3t + 7t − 2 , trong
đó t > 0 và tính bằng giây và s là quãng đường chuyển động được của vật trong t giây tính bằng mét. Khi đó:
a) Vận tốc của vật tại thời điểm t = 2 là 7( m / s) .
b) Gia tốc của vật tại thời điểm t = 2 là ( 2
6 m / s ).
c) Gia tốc của vật tại thời điểm mà vận tốc của chuyển động bằng 2 16 m / s là ( 2 10 m / s ).
d) Thời điểm t =1 (giây) tại đó vận tốc của chuyển động đạt giá trị nhỏ nhất.
Câu 29: Một vật chuyển động thẳng được cho bởi phương trình: s(t) 1 3 2
= − t + 4t + 9t , trong đó t tính 3
bằng giây và s tính bằng mét. Khi đó:
a) Vận tốc của vật tại các thời điểm t = 3 giây là v(3) =1m/s .
b) Quãng đường vật đi được từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi vật đứng yên là 162(m) .
c) Gia tốc của vật tại thời điểm t = 3 giây: (3) = 2 2 a m/s .
d) Trong 9 giây đầu tiên, vật tăng tốc khi t ∈[0;4] .
Câu 30: Một loại thuốc được dùng cho một bệnh nhân và nồng độ thuốc trong máu của bệnh nhân được
giám sát bởi bác sĩ. Biết rằng nồng độ thuốc trong máu của bệnh nhân sau khi tiêm vào cơ thể trong t
t giờ được cho bởi hàm số có công thức c (t) =
(mg / L) . Khi đó 2 t +1
a) Nồng độ thuốc trong máu của bện nhân sau 3 giờ là c( ) 3 3 = (mg / L) . 10 2 1−
b) Đạo hàm của hàm số ( ) t c t t = là c′(t) = . 2 t +1 (t + )2 2 1
c) Nồng độ thuốc trong máu bệnh nhân tăng trong khoảng t ∈(0;2) .
d) Nồng độ thuốc trong máu của bệnh nhân cao nhất khi 1 t = . 2 Page 8
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
Câu 31: Ông An muốn xây một cái bể chứa nước lớn dạng một khối hộp chữ nhật không nắp có thể tích bằng 3
288m . Đáy bể là hình chữ nhật có chiều dài gấp đôi chiều rộng, giá thuê nhân công để
xây bể là 500000 đồng/ 2
m . Ba kích thước của bể được mô tả như hình vẽ dưới
(a(m) > 0,c(m) > 0) .
Nếu ông An biết xác định các kích thước của bể hợp lí thì chi phí thuê nhân công sẽ thấp nhất
và (Biết độ dày thành bể và đáy bể không đáng kể). Khi đó:
a) Diện tích các mặt cần xây là 2 2
S = 2a + 4ac + 2ac = 2a + 6ac . b) 2 2a c = 288 .
c) Diện tích các mặt cần xây nhỏ nhất là 216m .
d) Chi phí thấp nhất để xây dựng bể đó là 108 triệu đồng. Page 9
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM NG ƯƠ
I ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ CH
ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
BÀI 1. TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ I LÝ THUYẾT.
I. TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ
1. Khái niệm tính đợn điệu của hàm số.

Giả sử K là một khoảng, một đoạn hoặc một nữa khoảng và y f(x) là hàm số xác định trên K .
+) Hàm số y f(x) được gọi là đồng biến trên K nếu x , x K,
x x f (x )  f (x ). 1 2 1 2 1 2
+) Hàm số y f(x) được gọi là nghịch biến trên K nếu x , x K,
x x f (x )  f (x ). 1 2 1 2 1 2
+) Hàm số đồng biến hoặc nghịch biến trên K được gọi chung là đơn điệu trên K. Chú ý:
+ Nếu hàm số đồng biến trên K thì từ trái sang phải đồ thị đi lên.
+ Nếu hàm số nghịch biến trên K thì từ trái sang phải đồ thị đi xuống. Page 1
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – GIẢI TÍCH 12 - ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT HÀM SỐ
2. Định lý: Cho hàm số y f(x) có đạo hàm trên K   , trong đó K là một khoảng, đoạn hoặc nữa khoảng.
+) Nếu f (x)  0, x K thì hàm số y f(x) đồng biến trên khoảng K .
+) Nếu f (x)  0, x K thì hàm số y f(x) nghịch biến trên khoảng K . Chú ý.
Định lí trên vẫn đúng trong trường hợp f ′(x) bằng 0 tại một số hữu hạn điểm trong khoảng K .
Người ta chứng minh được rằng, nếu f ′(x) = 0 với mọi xK thì hàm số f (x) không đổi trên khoảng K .
3. Định lý: (Tổng quát) Cho hàm số y f(x) có đạo hàm trên K   , trong đó K là một khoảng,
đoạn hoặc nữa khoảng.
+) Nếu f (x)  0, x K f (x)  0 xảy ra tại một số hữu hạn điểm trên K thì hàm số
y f (x) đồng biến trên khoảng K .
+) Nếu f (x)  0, x K f (x)  0 xảy ra tại một số hữu hạn điểm trên K thì hàm số
y f (x) nghịch biến trên khoảng K .
4. Lưu ý: +) Nếu hàm số y f(x) liên tục trên đoạn [a;b] và f '(x)0, (
x a;b) thì ta nói hàm số đồng
biến trên đoạn [a;b].
+) Nếu hàm số y f(x) liên tục trên đoạn [a;b] và f '(x)  0, (
x  a;b) thì ta nói hàm số
nghịch biến trên đoạn [a;b].
+) Tương tự với các khái niệm hàm số đồng biến, nghịch biến trên các nửa khoảng.
5. Sử dụng bảng biến thiên để xét tính đơn điệu của hàm số.
Để xét tính đơn điệu của hàm số y = f (x) ta thực hiện các bước sau:
Bước 1:
Tìm tập xác định D .
Bước 2: Tính đạo hàm y′ = f (′x) . Tìm các điểm x i =
mà tại đó f (′x) = 0 hoặc làm i ( 0;1;2;. .)
cho f (′x) không xác định.
Bước 3: Sắp xếp các x i =
theo thứ tự tăng dần và lập bảng biến thiên. i ( 0;1;2;. .)
Bước 4: Căn cứ vào bảng biến thiên nêu kết luận
Chú ý: Đối với bài toán trắc nghiệm, ta có thể sử dụng Phương pháp sử dụng MTCT.
Cách 1
: Sử dụng chức năng lập bảng giá trị MODE 7 của máy tính Casio. Quan sát bảng kết
quả nhận được về tính tăng, giảm giá trị của f(x) và dự đoán.
Cách 2: Tính đạo hàm, thiết lập bất phương trình đạo hàm. Sử dụng tính năng giải bất phương
trình INEQ của máy tính Casio (đối với bất phương trình bậc hai, bậc ba). Page 2
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
II. CỰC TRỊ CỦA HÀM SỐ
1. Khái niệm cực trị của hàm số: Cho hàm số y = f (x) xác định và liên tục trên khoảng ( ; a b) và điểm x ∈( ; a b) 0 .
+) Nếu tồn tại số h > 0 sao cho f (x) < f (x với mọi x∈(x − ;
h x + h) và x x thì ta nói 0 ) 0 0 0
hàm số y = f (x) đạt cực đại tại x0 .
+) Nếu tồn tại số h > 0 sao cho f (x) > f (x với mọi x∈(x − ;
h x + h) và x x thì ta nói 0 ) 0 0 0
hàm số y = f (x) đạt cực tiểu tại x0 . * Chú ý
+) Nếu hàm số y = f (x) đạt cực đại tại x x f (x )
0 thì 0 được gọi là điểm cực đại của hàm số; 0
được gọi là giá trị cực đại của hàm số, kí hiệu là f
M (x ; f (x ))
( fCT ) , còn điểm 0 0 được gọi là
điểm cực đại của đồ thị hàm số.
+) Các điểm cực đại và cực tiểu được gọi chung là điểm cực trị. Giá trị cực đại còn gọi là cực
đại và được gọi chung là cực trị của hàm số.
2. Cách tìm cực trị của hàm số
Định lí 2: Giả sử hàm số y = f (x) liên tục trên ( ;
a b) chứa điểm x ( ; a x ) 0 và có đạo hàm trên 0 và (x ;b) 0 .
+) Nếu f '(x) > 0 trên khoảng ( ; a x ) < (x ;b) x 0 và f '(x) 0 trên 0
thì 0 là một điểm cực đại của
hàm số y = f (x) .
+) Nếu f ′(x) < 0 trên khoảng ( ; a x ) ′ > (x ;b) x 0 và f (x) 0 trên 0
thì 0 là một điểm cực tiểu của
hàm số y = f (x) .
Minh họa bằng bảng biến thiến Page 3
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – GIẢI TÍCH 12 - ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT HÀM SỐ NHẬN XÉT:
Để tìm cực trị của hàm số y = f (x) ta thực hiện các bước sau:
Bước 1:
Tìm tập xác định D .
Bước 2: Tính đạo hàm y′ = f (′x) . Tìm các điểm x i =
mà tại đó f (′x) = 0 hoặc làm i ( 0;1;2;. .)
cho f (′x) không xác định.
Bước 3: Sắp xếp các x i =
theo thứ tự tăng dần và lập bảng biến thiên. i ( 0;1;2;. .)
Bước 4: Căn cứ vào bảng biến thiên nêu kết luận
HỆ THỐNG BÀI TẬP TOÁN THỰC TẾ.
Câu 1: Một vật chuyển động theo quy luật s(t) 3 2 = 2
t + 24t + 9t − 3 với t (giây) là khoảng thời gian từ
lúc bắt đầu chuyển động và s(t) (m) là quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian đó. Hỏi
trong khoảng thời gian 10 giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động, vật chuyển động nhanh dần hay chậm dần. Lời giải
Vận tốc chuyển động của vật được xác định theo công thức: v(t) = s′(t) 2 = 6
t + 48t + 9 .
Ta có v′(t) = 12
t + 48; v′(t) = 0 ⇔ t = 4 .
Từ đó ta có bảng biến thiên
Nhìn vào bảng biến thiên ta thấy: Từ thời điểm bắt đầu chuyển động đến thời điểm t = 4 giây,
vật chuyển động nhanh dần. Từ thời điểm t = 4 giây đến thời điểm t =10 giây, vật chuyển động chậm dần. 4
Câu 2: Thể tích nước của một bể bơi sau  t
t phút bơm được tính theo công thức V (t) 1 3 = 30t 100 4   
với 0 ≤ t ≤ 90 . Tốc độ bơm nước ở thời điểm t được tính theo công thức v(t) =V′(t) . Tìm thời
điểm tốc độ bơm nước là lớn nhất và tính tốc độ bơm nước lớn nhất đó. Lời giải
Ta có v(t) =V′(t) 1 = ( 2 3
90t t ). 100 v′(t) 1 = ( 2 180t − 3t ) . 100 Page 4
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ t v′(t)  = 0 = 0 ⇔  . t = 60 Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên ta thấy: Tốc độ bơm nước lớn nhất bằng 1080, tại thời điểm t = 60 phút.
Câu 3: Giả sử doanh số (tính bằng số sản phẩm) của một sản phẩm mới (trong vòng một số năm nhất
định) tuân theo quy luật logistic được mô hình hoá bằng hàm số 5000 f (t) = ,t ≥ 0 trong đó 1+ 5 t e
thời gian t được tính bằng năm, kể từ khi phát hành sản phẩm mới. Khi đó, đạo hàm f (′t) sẽ
biểu thị tốc độ bán hàng. Hỏi sau khi phát hành bao nhiêu năm thì tốc độ bán hàng là lớn nhất? Lời giải 5000 −
(1+5 −te)′ 25000 −te
Ta có: f (′t) = ( = 1+ 5 −t e )2 (1+5 −te)2
Tốc độ bán hàng là lớn nhất khi f (′t) lớn nhất. 25000 −t e Đặt h(t) = ( . 1+ 5 −t e )2 25000 −te (1+ 5 −t
e )2 − 2⋅( 5 −t
e )⋅(1+ 5 −t e )⋅25000 −t e h (′t) = ( 1+ 5 −t e )4 25000 −te (1+5 −t e )(1+5 −t e −10 −t e ) 25000 −te (1−5 −t e ) = ( = 1+ 5 −t e )4 (1+5 −te)3 25000 −te (1−5 −t e ) h (′t) = 0 ⇔ −tt ( = 1
⇔ 1− 5e = 0 ⇔ e = ⇔ t = ln 5(tm) 1+ 5 −t e ) 0 3 5
Ta có bảng biến thiên với t ∈[0;+∞) : t 0 n 5 +∞ (′t) 0 (t) 250 Page 5
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – GIẢI TÍCH 12 - ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT HÀM SỐ
Vậy sau khi phát hành khoảng ln 5 ≈1,6 năm thì thì tốc độ bán hàng là lớn nhất.
Câu 4: Xét một chất điểm chuyển động dọc theo trục Ox . Toạ độ của chất điểm tại thời điểm t được xác định bởi hàm số 3 2
x(t) = t − 6t + 9t với t ≥ 0 . Khi đó x (′t) là vận tốc của chất điểm tại thời
điểm t , kí hiệu v(t);v (′t) là gia tốc chuyển động của chất điểm tại thời điểm t . Trong khoảng
thời gian nào vận tốc của chất điểm tăng, trong khoảng thời gian nào vận tốc của chất điểm giảm? Lời giải
v(t) = x′(t) 2 = 3t −12t + 9 Xét v(t) 2 = 3t −12t + 9
v′(t) = 6t −12 = 0 ⇔ t = 2 Bảng biến thiên
Vận tốc tăng trong khoảng thời gian t ∈ (2;10) và giảm trong khoảng thời gian t ∈ (0;2) .
Câu 5: Một hợp tác xã nuôi cá thí nghiệm trong hồ. Người ta thấy rằng nếu trên mỗi đơn vị diện tích của
mặt hồ có n con cá thì trung bình mỗi con cá sau một vụ cân nặng P(n) = 480 − 20n (gam). Hỏi
phải thả số lượng cá trên một đơn vị diện tích của mặt hồ thuộc khoảng nào dưới đây để cân nặng
trung bình của số cá đó tăng? Lời giải
Sau một vụ, số cá trên mỗi đơn vị diện tích mặt hồ có cân nặng trung bình là: 2
f (n) = nP(n) = 480n − 20n (gam).
f (′n) = 480 − 40n = 0 ⇔ n =12 Bảng biến thiên:
Từ bảng biến thiên, suy ra trên mỗi đơn vị diện tích của mặt hồ, số cá cần thả trong khoảng (0 12 ; ) Page 6
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
Câu 6: Sau khi phát hiện một bệnh dịch, các chuyên gia y tế ước tính số người nhiễm bệnh kể từ ngày
xuất hiện bệnh nhân đầu tiên đến ngày thứ t là 2 3
f (t) = 45t t , t = 0,1,2,...,25. Nếu coi f (t) là
hàm số xác định trên đoạn [0;25] thì đạo hàm f ′(t)được xem là tốc độ truyền bệnh (người/ngày)
tại thời điểm t. Xác định khoảng thời gian mà tốc độ truyền bệnh giảm? Lời giải 2
f (′t) = 90t − 3t ; f (
′′ t) = 90 − 6t, f (′′t) = 0 ⇔ t =15 Bảng biến thiên
Vậy khoảng thời gian (15;25) ngày thì tốc độ truyền bệnh giảm
Câu 7: Một con cá hồi bơi ngược dòng để vượt khoảng cách là 300 km. Vận tốc dòng nước là 6 km/h.
Nếu vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên là v (km/h) thì năng lượng tiêu hao của cá trong t giờ
được cho bởi công thức 3
E(v) = cv t, trong đó c là hằng số và E tính bằng Jun. Vận tốc bơi của
cá khi nước đứng yên nằm ở khoảng nào thì năng lượng tiêu hao của cá giảm? Lời giải
Khi bơi ngược dòng vận tốc của cá là: v − 6 (km/h)
Thời gian để cá vượt khoảng cách 300 km là 300 t = (v > 6) v − 6 3
Năng lượng tiêu hao của cá khi vượt khoảng cách 300km là: 3 300 ( ) = = 300 v E v cv c v − 6 v − 6 2 v − 9
E (′v) = 600cv
; E (′v) = 0 ⇔ v = 9 do (v > 6) 2 (v − 6) Bảng biến thiên
Vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên nằm ở khoảng (6;9) thì năng lượng tiêu hao của cá giảm
Câu 8: Một cửa hàng trung bình bán được 100 cái Tivi mỗi tháng với giá 14 triệu đồng một cái. Chủ cửa
hàng nhận thấy rằng, nếu giảm giá bán mỗi cái 500 ngàn đồng thì số lượng tivi bán ra sẽ tăng Page 7
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – GIẢI TÍCH 12 - ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT HÀM SỐ
thêm 10 cái mỗi tháng. Hỏi cửa hàng nên bán với giá bao nhiêu để doanh thu cửa hàng là lớn nhất? Lời giải
Giả sử cần giảm giá bán mỗi cái tivi là x triệu đồng (x <14) .
Do giảm giá bán mỗi cái 500 ngàn đồng thì số lượng tivi bán ra sẽ tăng thêm 10 cái mỗi tháng 10x
nên số lượng tivi bán ra tăng lên bây giờ là: = 20x . 0,5
Khi đó, doanh thu một tháng của cửa hàng là ( + x) ( − x) 2 100 20 . 14 = 20
x +180x +1400 .
Xét hàm số f (x) 2 = 20
x +180x +1400 (x <14)
Ta có f ′(x) = 40
x +180 ; f ′(x) = 0 ⇔ x = 4,5 . Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên ta thấy: Để doanh thu cửa hàng đạt cao nhất thì giá bán mỗi cái tivi là
14 − 4,5 = 9,5 triệu đồng
Câu 9: Giả sử số lượng quần thể nấm men tại môi trường nuôi cấy trong phòng thí nghiệm được mô 25
hình hóa bằng hàm số P(t) =
, trong đó thời gian t được tính bằng giờ. Tốc độ sinh 0,75 0,25 − + t e
trưởng của quần thể nấm men ở thời điểm t được tính theo công thức P′(t) . Nêu nhận xét về sự
tăng giảm của số lượng quần thể nấm men được nuôi cấy. Số lượng quần thể nấm men có thể
tăng lên vô cùng được không? Lời giải 0 − ,75t Ta có ′( ) 18,75. = e P t (
> ∀t > . Suy ra số lượng quần thể nấm men được nuôi cấy 0,25 − + t e ) 0, 0 2 0,75 luôn tăng. 25
Ta lại có lim P(t) = lim
=100 . Do đó, số lượng quần thể nấm men tăng nhưng 0,75 0,25 − →+∞ →+∞ + t t t e
không vượt quá 100, nên không thể tăng lên vô cùng được.
Câu 10: Lát cắt ngang của một vùng đất ven biển được mô hình hoá thành một hàm số bậc ba y = f (x)
có đồ thị như hình vẽ (đơn vị độ dài trên các trục là km). Page 8
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ
Biết khoảng cách hai bên chân đồi OA = 2 km , độ rộng của hồ AB =1 km và ngọn đồi cao
528 m . Tìm độ sâu của hồ (tính bằng mét) tại điểm sâu nhất? (làm tròn đến hàng đơn vị). Lời giải
Theo đề bài ta có : OA = 2 km , OB = 3 km và 528 m=0,528 km .
Đồ thị hàm số y = f (x) đi qua các điểm O(0; 0) , A(2; 0), C (3; 0) suy ra
y = f (x) = ax(x − )(x − ) = a( 3 2 2 3
x − 5x + 6x) với a > 0 .  5 + 7 x =
Ta có : y′ = a( 2 3x −10x + 6), 3 y′ = 0 ⇔  .  5 − 7 x =  3 −
Từ độ cao của đồi ta có tại vị trí điểm cực đại 5 7 x = y = suy ra ; 0,528 3 0,528 a = ≈ 0,25 . 3 2  5− 7   5− 7   5− 7    − 5.  + 6. 3 3  3        +
Điểm sâu nhất của hồ ứng với vị trí của điểm cực tiểu 5 7 x = y ≈ . CT , CT 0,1578 3
Vậy độ sâu của hồ tại điểm sâu nhất xấp xỉ 0,1578 km hay xấp xỉ 158 m .
Câu 11: Cho một bờ hồ hình bán nguyệt có bán kính bằng 2 km , đường kính PR như hình vẽ sau : Page 9
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – GIẢI TÍCH 12 - ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT HÀM SỐ
Từ điểm P anh Tài chèo một chiếc thuyền với vận tốc 3 km/h đến điểm Q trên bờ hồ, rồi chạy
bộ dọc theo thành hồ đến vị trí R với vận tốc 6 km/h . Thời gian chậm nhất mà anh Tài di chuyển
từ P đến R là bao nhiêu? (thời gian tính bằng phút). Lời giải π Đặt 
QPR = ϕ (rad ) , ϕ 0;  ∈ . 2    Ta có P
QR vuông tại Q PQ = P . R cosϕ = 4cosϕ . Mà  = 
QOR 2QPR = 2ϕ .
Độ dài cung tròn QR = 2.2ϕ = 4ϕ .
Thời gian anh Tài chèo từ P đến ϕ Q là: 4cos (giờ). 3
Thời gian anh Tài chèo từ ϕ ϕ
Q đến R là: 4 2 = (giờ). 6 3 ϕ ϕ  π
Tổng thời gian anh Tài di chuyển từ P đến R là: 4cos 2 t 0 ϕ  = + < < . 3 3 2    π Xét hàm số ϕ ϕ  t (ϕ ) 4cos 2 = + với ϕ  ∈0; . 3 3 2    π  t′(ϕ ) 1 = ( 4 − sinϕ + 2) , ϕ  ∈0; . 3 2    π t (ϕ) 0, ϕ 0;  ′ = ∈ 2    1 π sinϕ , ϕ 0;  ⇔ = ∈ 2 2    π ⇔ ϕ = . 6 Bảng biến thiên Page 10
Sưu tầm và biên soạn
CHUYÊN ĐỀ I – ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ  π  2 3 π
Vậy thời gian chậm nhất mà anh Tài di chuyển từ P đến R t = + ≈   1,5(giờ) hay  6  3 9 90 phút.
Câu 12: Xí nghiệp A sản xuất độc quyền một loại sản phẩm. Biết rằng hàm tổng chi phí sản xuất là 3 2
TC = x − 77x +1000x + 40000 và hàm doanh thu là 2 TR = 2
x +1312x , với x là số sản phẩm.
Lợi nhuận của xí nghiệp A được xác định bằng hàm số f (x) = TR TC , cực đại lợi nhuận của
xí nghiệp A khi đó đạt bao nhiêu sản phẩm? Lời giải Xét hàm số: f (x) 2
= TR TC = − x + x − ( 3 2 2 1312
x − 77x +1000x + 40000) . f (x) 3 2
= −x + 75x + 312x − 40000 . TXĐ: D = (0;+ ∞) . x = 52(N ) Ta có f ′(x) 2 = 3
x +150x + 312 = 0 ⇔  x = 2 −  (L) Bảng biến thiên:
Hàm số đạt giá trị cực đại y = tại x = 52 . 74416
Vậy lợi nhuận của công ty đạt cực đại khi số sản phẩm x = 52 .
Câu 13: Khi loại thuốc A được tiêm vào bệnh nhân, nồng độ mg / l của thuốc trong máu sau x phút (kể
từ khi bắt đầu tiêm) được xác định bởi công thức: 30 ( ) x C x = . 2 x + 2 Page 11
Sưu tầm và biên soạn