b) Tập xác định: D = ℝ\{2}.
Có
Bảng biến thiên
Hàm số không có cực trị.
Phương pháp giải:
1. Định nghĩa.
Cho hàm số y = f(x) xác định và liên tục trên khoảng (a,b) và điểm x0 ∈ (a,b).
- Nếu tồn tại số h > 0 sao cho f(x) < f(x0) với mọi x ∈ (x0 - h; x0 + h) và x ≠ x0 thì ta nói hàm số f(x) đạt cực đại tại x0.
- Nếu tồn tại số h > 0 sao cho f(x) > f(x0) với mọi x ∈ (x0 - h; x0 + h) và x ≠ x0 thì ta nói hàm số f(x) đạt cực tiểu tại x0 .
2. Điều kiện cần để hàm số có cực trị.
Định lý 1: Giả sử hàm số f(x) đạt cực trị tại điểm xo. Khi đó, nếu f(x) có đạo hàm tại điểm xo thì f‘(xo) = 0.
Lưu ý:
- Đạo hàm f‘(x) có thể bằng 0 tại điểm xo nhưng hàm số f(x) không đạt cực trị tại điểm xo.
- Hàm số có thể đạt cực trị tại một điểm mà tại đó hàm số không có đạo hàm.
- Hàm số chỉ có thể đạt cực trị tại một điểm mà tại đó đạo hàm của hàm số bằng 0, hoặc tại đó hàm số không có đạo hàm.
- Hàm số đạt cực trị tại xo và nếu đồ thị hàm số có tiếp tuyến tại điểm (xo ; f(xo)) thì tiếp tuyến đó song song với trục hoành.
Ví dụ : Hàm số y = |x| và hàm số y = x3
3. Điều kiện đủ để hàm số có cực trị.
Định lý 2: Giả sử hàm số y = f(x) liên tục trên K = (x0 - h; x0 + h) và có đạo hàm trên K hoặc trên K\, với h > 0 .
- Nếu f‘(x) > 0 trên khoảng (x0 - h; x0) và f‘(x) < 0 trên (x0 ; x0 + h) thì x0 là một điểm cực đại của hàm số f(x) .
- Nếu f‘(x) < 0 trên khoảng (x0 - h; x0) và f‘(x) > 0 trên (x0 ; x0 + h) thì x0 là một điểm cực tiểu của hàm số f(x) .
Minh họa bằng bảng biến thiến
4. Quy tắc tìm cực trị của hàm số.
Quy tắc 1.
Bước 1: Tìm tập xác định của hàm số.
Bước 2: Tính f'(x). Tìm các điểm tại đó f'(x) bằng 0 hoặc f'(x) không xác định.
Bước 3: Lập bảng biến thiên.
Bước 4: Từ bảng biến thiên suy ra các điểm cực trị.
Quy tắc 2.
Bước 1: Tìm tập xác định của hàm số.
Bước 2: Tính f'(x). Giải phương trình f'(x) và ký hiệu xi (i = 1,2,3...) là các nghiệm.
Bước 3: Tính f''(x) và f''(xi) .
Bước 4: Dựa vào dấu của f''(xi) suy ra tính chất cực trị của điểm xi .
Bài tập liên quan:
Đạo hàm f'(x) của hàm số y = f(x) có đồ thị như Hình 12. Xét tính đơn điệu và tìm điểm cực trị của hàm số y = f(x).
Cách giải:
Dựa vào đồ thị của hàm y = f'(x), ta có bảng biến thiên
Dựa vào bảng biến thiên ta có:
Hàm số y = f(x) đồng biến trên các khoảng (−1; 2) và (4; 5).
Hàm số y = f(x) nghịch biến trên các khoảng (−2; −1) và (2; 4).
Hàm số y = f(x) đạt cực tiểu tại x = −1 và x = 4.
Hàm số y = f(x) đạt cực đại tại x = 2.
Tham khảo thêm một số tài liệu liên quan:
Lý thuyết Toán 12 Bài 1: Tính đơn diệu và cực trị của hàm số
Giải SGK Toán 12 Bài 1 (Chân trời sáng tạo): Tính đơn diệu và cực trị của hàm số
Xét một chất điểm chuyển động dọc theo trục Ox. Tọa độ của chất điểm tại thời điểm t được xác định bởi hàm số x(t) = t3 – 6t2 + 9t với t ³ 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, kí hiệu a(t).
a) Tìm các hàm v(t) và a(t).
Xét tính đơn điệu và tìm điểm cực trị của các hàm số sau:
Đạo hàm f'(x) của hàm số y = f(x) có đồ thị như Hình 12. Xét tính đơn điệu và tìm điểm cực trị của hàm số y = f(x).
b) Trong khoảng thời gian nào vận tốc của chất điểm tăng, trong khoảng thời gian nào vận tốc của chất điểm giảm?
Chứng minh rằng hàm số nghịch biến trên từng khoảng xác định của nó.
Một phần lát cắt của dãy núi có độ cao tính bằng mét được mô tả bởi hàm số với 0 £ x £ 2000.
Tìm tọa độ các đỉnh của lát cắt dãy núi trên đọan [0; 2000].
(Theo: Tập bản đồ bài tập và bài thực hành Địa lí 8, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, 2011).
b) Chứng minh rằng kim ngạch xuất khẩu rau quả của Việt Nam tăng liên tục trong các năm từ 2010 đến 2017.
Hãy trả lời câu hỏi trong phần khởi động (trang 6) bằng cách xét dấu đạo hàm của hàm số h(t) = 6t3 – 81t2 + 324t với 0 £ t £ 8.
Tìm các khoảng đơn điệu và cực trị của các hàm số có đồ thị cho ở Hình 11.
Trong 8 phút đầu kể từ khi xuất phát, độ cao h (tính bằng mét) của khinh khí cầu vào thời điểm t phút được cho bởi công thức h(t) = 6t3 – 81t2 + 324t. Đồ thị của hàm số h(t) được biểu diễn trong hình bên. Trong các khoảng thời gian nào thì khinh khí cầu tăng dần độ cao, giảm dần độ cao? Độ cao của khinh khí cầu vào các thời điểm 3 phút và 6 phút sau khi xuất phát có gì đặc biệt?