Câu 11:
Để giải quyết câu hỏi về giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = x + \frac{1}{x-1} \) trên khoảng \( (1; +\infty) \), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
y' = \left( x + \frac{1}{x-1} \right)' = 1 - \frac{1}{(x-1)^2}
\]
2. Xác định điểm cực trị:
Đặt đạo hàm bằng 0 để tìm các điểm cực trị:
\[
y' = 0 \implies 1 - \frac{1}{(x-1)^2} = 0 \implies \frac{1}{(x-1)^2} = 1 \implies (x-1)^2 = 1 \implies x-1 = \pm 1
\]
Do \( x \) thuộc khoảng \( (1; +\infty) \), ta chỉ xét trường hợp \( x - 1 = 1 \):
\[
x = 2
\]
3. Kiểm tra tính chất của điểm cực trị:
Ta kiểm tra đạo hàm hai bên điểm \( x = 2 \):
- Khi \( x < 2 \) (như \( x = 1.5 \)):
\[
y' = 1 - \frac{1}{(1.5-1)^2} = 1 - \frac{1}{0.25} = 1 - 4 = -3 < 0
\]
- Khi \( x > 2 \) (như \( x = 2.5 \)):
\[
y' = 1 - \frac{1}{(2.5-1)^2} = 1 - \frac{1}{2.25} = 1 - \frac{4}{9} = \frac{5}{9} > 0
\]
Vì đạo hàm chuyển từ âm sang dương tại \( x = 2 \), hàm số đạt giá trị cực tiểu tại điểm này.
4. Tính giá trị cực tiểu:
\[
y(2) = 2 + \frac{1}{2-1} = 2 + 1 = 3
\]
5. Kết luận:
- Giá trị nhỏ nhất của hàm số là 3, đạt được khi \( x = 2 \).
Do đó, các lựa chọn đúng là:
- a) Tồn tại giá trị nhỏ nhất của hàm số.
- c) Giá trị nhỏ nhất bằng giá trị cực tiểu.
- d) Hàm số đạt giá trị nhỏ nhất tại \( x = 2 \).
Đáp án: a, c, d.
Câu 12:
Dựa vào bảng biến thiên của hàm số $y = f(x)$, ta có thể phân tích từng lựa chọn như sau:
a) Hàm số có hai điểm cực trị:
- Từ bảng biến thiên, ta thấy rằng hàm số đạt cực đại tại $x = -1$ và đạt cực tiểu tại $x = 2$. Do đó, hàm số có hai điểm cực trị. Điều này là đúng.
b) Hàm số có giá trị lớn nhất bằng 2 và giá trị nhỏ nhất bằng -3:
- Từ bảng biến thiên, ta thấy rằng giá trị lớn nhất của hàm số là 2, đạt được khi $x = -1$. Tuy nhiên, giá trị nhỏ nhất của hàm số không phải là -3 mà là giá trị tiếp cận gần -3 khi $x$ tiến đến $-\infty$. Do đó, điều này là sai.
c) Đồ thị hàm số có đúng một đường tiệm cận:
- Bảng biến thiên cho thấy rằng khi $x$ tiến đến $-\infty$, giá trị của hàm số tiếp cận gần -3. Điều này cho thấy đồ thị hàm số có một đường tiệm cận ngang là $y = -3$. Do đó, điều này là đúng.
d) Hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng $(-\infty;-1)$, $(2;+\infty)$:
- Từ bảng biến thiên, ta thấy rằng hàm số giảm trên khoảng $(-\infty; -1)$ và tăng trên khoảng $(2; +\infty)$. Do đó, hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng $(-\infty; -1)$ và $(2; +\infty)$. Điều này là đúng.
Tóm lại, các lựa chọn đúng là:
a) Hàm số có hai điểm cực trị.
c) Đồ thị hàm số có đúng một đường tiệm cận.
d) Hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng $(-\infty; -1)$, $(2; +\infty)$.
Câu 13:
Để giải quyết câu hỏi này, chúng ta sẽ dựa vào bảng biến thiên của hàm số $y = \frac{1}{x^2 + 1}$.
Bước 1: Xác định tập xác định của hàm số:
- Hàm số $y = \frac{1}{x^2 + 1}$ có mẫu số là $x^2 + 1$, luôn dương với mọi giá trị của $x$. Do đó, hàm số xác định trên toàn bộ tập số thực $\mathbb{R}$.
Bước 2: Xét giới hạn của hàm số khi $x$ tiến đến vô cùng:
- Khi $x \to \pm\infty$, $x^2 \to \infty$, do đó $x^2 + 1 \to \infty$. Vì vậy, $y = \frac{1}{x^2 + 1} \to 0$.
Bước 3: Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số:
- Từ bảng biến thiên, ta thấy rằng hàm số đạt giá trị lớn nhất khi $x = 0$. Tại điểm này, $y = \frac{1}{0^2 + 1} = 1$.
- Hàm số không có giá trị nhỏ nhất vì khi $x \to \pm\infty$, $y \to 0$ nhưng không bao giờ đạt giá trị 0.
Bước 4: Xét điểm cực trị của hàm số:
- Từ bảng biến thiên, ta thấy rằng hàm số đạt cực đại tại $x = 0$ với giá trị $y = 1$.
Từ những phân tích trên, ta có thể kết luận:
- Hàm số có giá trị lớn nhất bằng 1 và không có giá trị nhỏ nhất.
- Hàm số có một điểm cực trị (cực đại) tại $x = 0$.
Do đó, đáp án đúng là:
d) Hàm số có một điểm cực trị.
Đáp số: d) Hàm số có một điểm cực trị.