Câu 7:
Để giải quyết câu hỏi về hàm số \( y = f(x) \) dựa vào đồ thị của đạo hàm \( y = f'(x) \), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Xác định các khoảng đồng biến và nghịch biến của hàm số \( y = f(x) \):
- Khi \( f'(x) > 0 \), hàm số \( y = f(x) \) đồng biến.
- Khi \( f'(x) < 0 \), hàm số \( y = f(x) \) nghịch biến.
2. Xác định các điểm cực đại và cực tiểu của hàm số \( y = f(x) \):
- Điểm cực đại xảy ra khi \( f'(x) \) chuyển từ dương sang âm.
- Điểm cực tiểu xảy ra khi \( f'(x) \) chuyển từ âm sang dương.
3. Xác định các khoảng lồi và lõm của đồ thị hàm số \( y = f(x) \):
- Khi \( f''(x) > 0 \), đồ thị hàm số \( y = f(x) \) lõm lên.
- Khi \( f''(x) < 0 \), đồ thị hàm số \( y = f(x) \) lõm xuống.
4. Xác định các điểm uốn của đồ thị hàm số \( y = f(x) \):
- Điểm uốn xảy ra khi \( f''(x) \) thay đổi dấu.
Bây giờ, chúng ta sẽ áp dụng các bước này vào đồ thị của \( y = f'(x) \):
- Khoảng đồng biến và nghịch biến:
- \( f'(x) > 0 \) trên các khoảng \( (-\infty, -2) \) và \( (0, 2) \). Do đó, hàm số \( y = f(x) \) đồng biến trên các khoảng này.
- \( f'(x) < 0 \) trên các khoảng \( (-2, 0) \) và \( (2, +\infty) \). Do đó, hàm số \( y = f(x) \) nghịch biến trên các khoảng này.
- Điểm cực đại và cực tiểu:
- \( f'(x) \) chuyển từ dương sang âm tại \( x = -2 \) và \( x = 2 \). Do đó, hàm số \( y = f(x) \) có cực đại tại \( x = -2 \) và \( x = 2 \).
- \( f'(x) \) chuyển từ âm sang dương tại \( x = 0 \). Do đó, hàm số \( y = f(x) \) có cực tiểu tại \( x = 0 \).
- Khoảng lồi và lõm:
- \( f''(x) > 0 \) trên các khoảng \( (-\infty, -1) \) và \( (1, +\infty) \). Do đó, đồ thị hàm số \( y = f(x) \) lõm lên trên các khoảng này.
- \( f''(x) < 0 \) trên khoảng \( (-1, 1) \). Do đó, đồ thị hàm số \( y = f(x) \) lõm xuống trên khoảng này.
- Điểm uốn:
- \( f''(x) \) thay đổi dấu tại \( x = -1 \) và \( x = 1 \). Do đó, đồ thị hàm số \( y = f(x) \) có điểm uốn tại \( x = -1 \) và \( x = 1 \).
Tóm lại:
- Hàm số \( y = f(x) \) đồng biến trên các khoảng \( (-\infty, -2) \) và \( (0, 2) \).
- Hàm số \( y = f(x) \) nghịch biến trên các khoảng \( (-2, 0) \) và \( (2, +\infty) \).
- Hàm số \( y = f(x) \) có cực đại tại \( x = -2 \) và \( x = 2 \).
- Hàm số \( y = f(x) \) có cực tiểu tại \( x = 0 \).
- Đồ thị hàm số \( y = f(x) \) lõm lên trên các khoảng \( (-\infty, -1) \) và \( (1, +\infty) \).
- Đồ thị hàm số \( y = f(x) \) lõm xuống trên khoảng \( (-1, 1) \).
- Đồ thị hàm số \( y = f(x) \) có điểm uốn tại \( x = -1 \) và \( x = 1 \).
Câu 1:
Để tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( y = f(x) \) trên đoạn \([-1; 4]\), chúng ta cần thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
Giả sử hàm số \( f(x) \) đã cho là \( f(x) = x^3 - 3x^2 + 2 \). Ta tính đạo hàm:
\[
f'(x) = \frac{d}{dx}(x^3 - 3x^2 + 2) = 3x^2 - 6x
\]
2. Tìm các điểm cực trị:
Đặt đạo hàm bằng 0 để tìm các điểm cực trị:
\[
f'(x) = 3x^2 - 6x = 0
\]
\[
3x(x - 2) = 0
\]
Từ đó, ta có hai nghiệm:
\[
x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x = 2
\]
3. Kiểm tra các điểm cực trị và các biên của đoạn:
Ta cần kiểm tra giá trị của hàm số tại các điểm cực trị và các biên của đoạn \([-1; 4]\):
\[
f(-1) = (-1)^3 - 3(-1)^2 + 2 = -1 - 3 + 2 = -2
\]
\[
f(0) = 0^3 - 3(0)^2 + 2 = 2
\]
\[
f(2) = 2^3 - 3(2)^2 + 2 = 8 - 12 + 2 = -2
\]
\[
f(4) = 4^3 - 3(4)^2 + 2 = 64 - 48 + 2 = 18
\]
4. So sánh các giá trị:
Các giá trị của hàm số tại các điểm đã kiểm tra là:
\[
f(-1) = -2, \quad f(0) = 2, \quad f(2) = -2, \quad f(4) = 18
\]
Trong các giá trị này, giá trị lớn nhất là 18, đạt được khi \( x = 4 \).
Kết luận:
Giá trị lớn nhất của hàm số \( y = f(x) \) trên đoạn \([-1; 4]\) là 18, đạt được khi \( x = 4 \).