Câu 1.
a) Tìm đạo hàm của hàm số:
\[ f'(x) = -3x^2 + 3 \]
b) Xác định các khoảng đồng biến và nghịch biến của hàm số:
- Để xác định các khoảng đồng biến và nghịch biến, ta cần tìm các điểm cực trị của hàm số bằng cách giải phương trình đạo hàm bằng 0:
\[ f'(x) = -3x^2 + 3 = 0 \]
\[ -3(x^2 - 1) = 0 \]
\[ x^2 - 1 = 0 \]
\[ x = \pm 1 \]
- Kiểm tra dấu của đạo hàm trong các khoảng:
- Khi \( x < -1 \), chọn \( x = -2 \):
\[ f'(-2) = -3(-2)^2 + 3 = -3(4) + 3 = -12 + 3 = -9 < 0 \]
Do đó, hàm số nghịch biến trên khoảng \( (-\infty, -1) \).
- Khi \( -1 < x < 1 \), chọn \( x = 0 \):
\[ f'(0) = -3(0)^2 + 3 = 3 > 0 \]
Do đó, hàm số đồng biến trên khoảng \( (-1, 1) \).
- Khi \( x > 1 \), chọn \( x = 2 \):
\[ f'(2) = -3(2)^2 + 3 = -3(4) + 3 = -12 + 3 = -9 < 0 \]
Do đó, hàm số nghịch biến trên khoảng \( (1, +\infty) \).
c) Xác định các điểm cực trị của hàm số:
- Ta đã tìm được các điểm \( x = -1 \) và \( x = 1 \) là các điểm cực trị.
- Kiểm tra dấu của đạo hàm ở hai bên các điểm này để xác định loại cực trị:
- Tại \( x = -1 \):
\[ f'(-1) = 0 \]
- Trước \( x = -1 \), đạo hàm âm (\( f'(x) < 0 \)).
- Sau \( x = -1 \), đạo hàm dương (\( f'(x) > 0 \)).
Do đó, hàm số đạt cực tiểu tại \( x = -1 \).
- Tại \( x = 1 \):
\[ f'(1) = 0 \]
- Trước \( x = 1 \), đạo hàm dương (\( f'(x) > 0 \)).
- Sau \( x = 1 \), đạo hàm âm (\( f'(x) < 0 \)).
Do đó, hàm số đạt cực đại tại \( x = 1 \).
d) Vẽ đồ thị của hàm số:
- Đồ thị của hàm số \( f(x) = -x^3 + 3x \) sẽ có các đặc điểm sau:
- Cực tiểu tại \( x = -1 \) với giá trị \( f(-1) = -(-1)^3 + 3(-1) = 1 - 3 = -2 \).
- Cực đại tại \( x = 1 \) với giá trị \( f(1) = -(1)^3 + 3(1) = -1 + 3 = 2 \).
- Đồng biến trên khoảng \( (-1, 1) \).
- Nghịch biến trên các khoảng \( (-\infty, -1) \) và \( (1, +\infty) \).
Đồ thị của hàm số sẽ có dạng như sau:
markdown
|
| /\
| / \
| / \
| / \
| / \
| / \
| / \
| / \
---|------------------|------------------|------------------|---
| | | |
| -1 1 |
|------------------------------------------------------
Đáp số:
a) \( f'(x) = -3x^2 + 3 \)
b) Đồng biến trên các khoảng \( (-\infty, -1) \) và \( (1, +\infty) \); Nghịch biến trên khoảng \( (-1, 1) \)
c) Cực tiểu tại \( x = -1 \) và đạt cực đại tại \( x = 1 \)
d) Đồ thị của hàm số như trên.
Câu 2.
a) Xét khoảng $(-\infty;-1)$:
- Từ bảng biến thiên, ta thấy rằng khi $x$ tăng từ $-\infty$ đến $-1$, giá trị của $y=f(x)$ cũng tăng dần.
- Do đó, hàm số $y=f(x)$ đồng biến trên khoảng $(-\infty;-1)$.
- Kết luận: Đúng.
b) Xét đoạn $[0;6]$:
- Từ bảng biến thiên, ta thấy rằng trên đoạn $[0;6]$, giá trị của $y=f(x)$ đạt giá trị lớn nhất tại điểm $x=1$.
- Do đó, giá trị lớn nhất của hàm số $y=f(x)$ trên đoạn $[0;6]$ là $f(1)$.
- Kết luận: Đúng.
c) Xét tổng số đường tiệm cận đứng và tiệm cận ngang:
- Đường tiệm cận đứng: Từ bảng biến thiên, ta thấy rằng khi $x$ tiến đến $-1$, giá trị của $y=f(x)$ tiến đến vô cùng. Do đó, hàm số có đường tiệm cận đứng là $x=-1$.
- Đường tiệm cận ngang: Từ bảng biến thiên, ta thấy rằng khi $x$ tiến đến $+\infty$, giá trị của $y=f(x)$ tiến đến $y=2$. Do đó, hàm số có đường tiệm cận ngang là $y=2$.
- Tổng số đường tiệm cận đứng và tiệm cận ngang là $1 + 1 = 2$.
- Kết luận: Đúng.
d) Xét phương trình $f'(2x+1)=0$:
- Ta cần tìm giá trị của $x$ sao cho $f'(2x+1)=0$.
- Từ bảng biến thiên, ta thấy rằng $f'(x)=0$ tại điểm $x=1$.
- Do đó, ta cần giải phương trình $2x+1=1$.
- Giải phương trình $2x+1=1$, ta được $2x=0$ suy ra $x=0$.
- Kết luận: Sai.
Đáp án: a) Đúng, b) Đúng, c) Đúng, d) Sai.