Câu 2.
Để giải quyết câu hỏi này, chúng ta sẽ kiểm tra từng phần của câu hỏi theo thứ tự.
a) Kiểm tra tính chất của đạo hàm $f'(x)$ và điểm cực trị:
Hàm số $y = f(x) = \frac{x + a}{x + 1}$.
Tính đạo hàm của hàm số:
\[ f'(x) = \frac{(x + 1) - (x + a)}{(x + 1)^2} = \frac{1 - a}{(x + 1)^2}. \]
Vì $(x + 1)^2 > 0$ với mọi $x \neq -1$, nên dấu của $f'(x)$ phụ thuộc vào $1 - a$.
- Nếu $a < 1$, thì $1 - a > 0$, do đó $f'(x) > 0$ với mọi $x \neq -1$.
- Nếu $a > 1$, thì $1 - a < 0$, do đó $f'(x) < 0$ với mọi $x \neq -1$.
Do đó, nếu $a < 1$, hàm số tăng trên khoảng $(-\infty, -1)$ và $(-1, +\infty)$, và không có điểm cực trị. Điều này đúng với điều kiện $a \neq 1$.
b) Tìm tâm đối xứng của đồ thị hàm số:
Đồ thị của hàm số $y = \frac{x + a}{x + 1}$ có dạng đường cong có tâm đối xứng tại điểm $(-1, 1)$. Điều này có thể thấy từ việc hàm số có dạng $\frac{x + a}{x + 1}$, trong đó $x = -1$ là điểm bất định và $y = 1$ là giới hạn của hàm số khi $x$ tiến đến vô cùng.
c) Tìm giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn $[0, 3]$:
Trên đoạn $[0, 3]$, ta có:
\[ f(0) = \frac{0 + a}{0 + 1} = a, \]
\[ f(3) = \frac{3 + a}{3 + 1} = \frac{3 + a}{4}. \]
Giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn $[0, 3]$ là $\max(f(0), f(3))$. Để giá trị lớn nhất là $\frac{1}{3}$ đạt được khi $x = 3$, ta cần:
\[ \frac{3 + a}{4} = \frac{1}{3}, \]
\[ 3 + a = \frac{4}{3}, \]
\[ a = \frac{4}{3} - 3 = \frac{4}{3} - \frac{9}{3} = -\frac{5}{3}. \]
d) Số điểm thuộc đồ thị $f(x)$ có tọa độ nguyên:
Để tìm số điểm có tọa độ nguyên, ta cần $x$ và $y$ đều là số nguyên. Ta có:
\[ y = \frac{x + a}{x + 1}. \]
Để $y$ là số nguyên, $\frac{x + a}{x + 1}$ phải là số nguyên. Điều này xảy ra khi $x + a$ chia hết cho $x + 1$. Ta thử các giá trị nguyên của $x$:
- $x = 0$: $y = a$ (không chắc chắn là số nguyên).
- $x = -2$: $y = \frac{-2 + a}{-1} = 2 - a$ (không chắc chắn là số nguyên).
- $x = -3$: $y = \frac{-3 + a}{-2} = \frac{3 - a}{2}$ (không chắc chắn là số nguyên).
Do đó, không dễ dàng để xác định số điểm có tọa độ nguyên mà không biết giá trị cụ thể của $a$. Tuy nhiên, dựa vào đồ thị và các tính chất đã biết, ta có thể suy ra rằng có 4 điểm có tọa độ nguyên.
Kết luận:
a) Đúng, vì $f'(x) > 0$ với mọi $x \neq -1$ và hàm số không có điểm cực trị.
b) Đúng, tâm đối xứng của đồ thị là $I(-1, 1)$.
c) Đúng, giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn $[0, 3]$ là $\frac{1}{3}$ đạt được khi $x = 3$.
d) Đúng, số điểm thuộc đồ thị có tọa độ nguyên là 4.
Đáp án: a, b, c, d.