Câu 25
Để giải quyết các mệnh đề trên, chúng ta sẽ phân tích đạo hàm \( f'(x) = x^2 (x-1)^2 (2-x) \) và xác định các khoảng đồng biến và nghịch biến của hàm số \( y = f(x) \).
1. Xác định dấu của đạo hàm \( f'(x) \):
- \( f'(x) = x^2 (x-1)^2 (2-x) \)
- \( x^2 \geq 0 \) với mọi \( x \in \mathbb{R} \)
- \( (x-1)^2 \geq 0 \) với mọi \( x \in \mathbb{R} \)
- \( 2-x > 0 \) khi \( x < 2 \)
- \( 2-x < 0 \) khi \( x > 2 \)
2. Phân tích dấu của \( f'(x) \):
- \( f'(x) = 0 \) tại \( x = 0 \), \( x = 1 \), và \( x = 2 \)
- \( f'(x) > 0 \) khi \( x < 2 \) và \( x \neq 0, 1 \)
- \( f'(x) < 0 \) khi \( x > 2 \)
3. Xác định các khoảng đồng biến và nghịch biến:
- \( f'(x) > 0 \) trên các khoảng \( (-\infty, 0) \), \( (0, 1) \), và \( (1, 2) \)
- \( f'(x) < 0 \) trên khoảng \( (2, +\infty) \)
Bây giờ, chúng ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề:
a) Hàm số \( y = f(x) \) nghịch biến trên khoảng \( (-1, 1) \):
- Trên khoảng \( (-1, 1) \), \( f'(x) > 0 \) vì \( x \) nằm trong các khoảng \( (-1, 0) \) và \( (0, 1) \)
- Do đó, hàm số \( y = f(x) \) đồng biến trên khoảng \( (-1, 1) \)
- Mệnh đề này Sai.
b) Hàm số \( f(x) \) đồng biến trên khoảng \( (1, 2) \):
- Trên khoảng \( (1, 2) \), \( f'(x) > 0 \)
- Do đó, hàm số \( y = f(x) \) đồng biến trên khoảng \( (1, 2) \)
- Mệnh đề này Đúng.
c) \( f(0) > f(-1) \):
- Trên khoảng \( (-1, 0) \), \( f'(x) > 0 \)
- Do đó, hàm số \( y = f(x) \) đồng biến trên khoảng \( (-1, 0) \)
- Điều này có nghĩa là \( f(0) > f(-1) \)
- Mệnh đề này Đúng.
d) \( f(3) < f(2) \):
- Trên khoảng \( (2, +\infty) \), \( f'(x) < 0 \)
- Do đó, hàm số \( y = f(x) \) nghịch biến trên khoảng \( (2, +\infty) \)
- Điều này có nghĩa là \( f(3) < f(2) \)
- Mệnh đề này Đúng.
Kết luận:
- Mệnh đề a) Sai
- Mệnh đề b) Đúng
- Mệnh đề c) Đúng
- Mệnh đề d) Đúng