Câu 1:
Dựa vào bảng biến thiên của hàm số $y = f(x)$, ta thấy rằng:
- Khi $x$ tăng từ $-\infty$ đến $x = -1$, hàm số giảm.
- Tại điểm $x = -1$, hàm số đạt giá trị cực tiểu là $-2$.
- Khi $x$ tăng từ $x = -1$ đến $x = 1$, hàm số tăng.
- Tại điểm $x = 1$, hàm số đạt giá trị cực đại là $2$.
- Khi $x$ tăng từ $x = 1$ đến $+\infty$, hàm số giảm.
Từ đó, ta kết luận giá trị cực tiểu của hàm số là $-2$, đạt được khi $x = -1$.
Vậy đáp án đúng là:
A. -2.
Câu 2:
Để xác định khoảng nghịch biến của hàm số $y = e^x(x - 2)$, ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
y' = \frac{d}{dx} [e^x(x - 2)] = e^x \cdot (x - 2) + e^x \cdot 1 = e^x(x - 2 + 1) = e^x(x - 1)
\]
2. Xác định dấu của đạo hàm:
Ta thấy rằng $e^x > 0$ với mọi $x$. Do đó, dấu của $y'$ phụ thuộc vào dấu của $(x - 1)$:
- Nếu $x - 1 < 0$, tức là $x < 1$, thì $y' < 0$.
- Nếu $x - 1 > 0$, tức là $x > 1$, thì $y' > 0$.
3. Xác định khoảng nghịch biến:
- Khi $y' < 0$, hàm số nghịch biến. Từ bước 2, ta thấy $y' < 0$ khi $x < 1$.
Do đó, hàm số nghịch biến trên khoảng $(-\infty; 1)$.
Đáp án: D. $(-\infty; 1)$.
Câu 3:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số $y = x - 3 + \frac{9}{x + 2}$ trên đoạn $[-1; 3]$, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tìm đạo hàm của hàm số
\[ y' = 1 - \frac{9}{(x + 2)^2} \]
Bước 2: Tìm các điểm cực trị
Đặt $y' = 0$:
\[ 1 - \frac{9}{(x + 2)^2} = 0 \]
\[ \frac{9}{(x + 2)^2} = 1 \]
\[ (x + 2)^2 = 9 \]
\[ x + 2 = 3 \quad \text{hoặc} \quad x + 2 = -3 \]
\[ x = 1 \quad \text{hoặc} \quad x = -5 \]
Trong đó, $x = -5$ không thuộc đoạn $[-1; 3]$, nên ta chỉ xét $x = 1$.
Bước 3: Kiểm tra các giá trị tại các điểm biên và điểm cực trị
- Tại $x = -1$:
\[ y(-1) = -1 - 3 + \frac{9}{-1 + 2} = -4 + 9 = 5 \]
- Tại $x = 1$:
\[ y(1) = 1 - 3 + \frac{9}{1 + 2} = -2 + 3 = 1 \]
- Tại $x = 3$:
\[ y(3) = 3 - 3 + \frac{9}{3 + 2} = 0 + \frac{9}{5} = \frac{9}{5} \]
Bước 4: So sánh các giá trị để tìm giá trị nhỏ nhất
- $y(-1) = 5$
- $y(1) = 1$
- $y(3) = \frac{9}{5}$
Trong các giá trị này, giá trị nhỏ nhất là $1$.
Kết luận: Giá trị nhỏ nhất của hàm số $y = x - 3 + \frac{9}{x + 2}$ trên đoạn $[-1; 3]$ là $1$, đạt được khi $x = 1$.
Đáp án đúng là: B. 1.
Câu 4:
Để hàm số $y=\frac{2x+1}{x-m}$ đồng biến trên khoảng $(-\infty;-4)$, ta cần kiểm tra điều kiện của tham số $m$ sao cho hàm số đồng biến trên khoảng này.
Hàm số $y=\frac{2x+1}{x-m}$ có dạng phân thức bậc nhất. Để hàm số đồng biến trên khoảng $(-\infty;-4)$, ta cần đảm bảo rằng:
- Đạo hàm của hàm số dương trên khoảng $(-\infty;-4)$.
- Điểm bất định của hàm số (nơi mẫu số bằng 0) nằm ngoài khoảng $(-\infty;-4)$.
Đầu tiên, tính đạo hàm của hàm số:
\[ y' = \left( \frac{2x+1}{x-m} \right)' = \frac{(2x+1)'(x-m) - (2x+1)(x-m)'}{(x-m)^2} = \frac{2(x-m) - (2x+1)}{(x-m)^2} = \frac{-2m-1}{(x-m)^2} \]
Để hàm số đồng biến trên khoảng $(-\infty;-4)$, ta cần:
\[ y' > 0 \]
\[ \frac{-2m-1}{(x-m)^2} > 0 \]
Do $(x-m)^2$ luôn dương (trừ khi $x = m$, nhưng điểm này nằm ngoài khoảng $(-\infty;-4)$), nên ta chỉ cần:
\[ -2m-1 > 0 \]
\[ -2m > 1 \]
\[ m < -\frac{1}{2} \]
Tiếp theo, điểm bất định của hàm số là $x = m$. Để hàm số đồng biến trên khoảng $(-\infty;-4)$, điểm bất định này phải nằm ngoài khoảng này, tức là:
\[ m \geq -4 \]
Kết hợp hai điều kiện trên, ta có:
\[ -4 \leq m < -\frac{1}{2} \]
Giá trị nguyên của $m$ thỏa mãn điều kiện trên là:
\[ m = -4, -3, -2, -1 \]
Vậy có 4 giá trị nguyên của tham số $m$ để hàm số $y=\frac{2x+1}{x-m}$ đồng biến trên khoảng $(-\infty;-4)$.
Đáp án đúng là: B. 4.
Câu 5:
Để tìm nguyên hàm của hàm số $y = \sin x + 2\cos x$, ta thực hiện như sau:
1. Tìm nguyên hàm của $\sin x$:
Nguyên hàm của $\sin x$ là $-\cos x$.
2. Tìm nguyên hàm của $2\cos x$:
Nguyên hàm của $\cos x$ là $\sin x$. Do đó, nguyên hàm của $2\cos x$ là $2\sin x$.
3. Kết hợp các kết quả trên:
Nguyên hàm của $y = \sin x + 2\cos x$ là $-\cos x + 2\sin x + C$, trong đó $C$ là hằng số nguyên hàm.
Vậy đáp án đúng là:
\[ B. -\cos x + 2\sin x + C. \]
Câu 6:
Để tính diện tích của hình phẳng (H) giới hạn bởi đồ thị hàm số \( y = x^3 - x \), \( y = 3x \) và hai đường thẳng \( x = 1 \) và \( x = 3 \), chúng ta cần xác định phần diện tích giữa hai đồ thị này trong khoảng từ \( x = 1 \) đến \( x = 3 \).
Trước tiên, ta tìm giao điểm của hai hàm số \( y = x^3 - x \) và \( y = 3x \):
\[ x^3 - x = 3x \]
\[ x^3 - 4x = 0 \]
\[ x(x^2 - 4) = 0 \]
\[ x(x - 2)(x + 2) = 0 \]
Vậy các giao điểm là \( x = 0 \), \( x = 2 \), và \( x = -2 \). Tuy nhiên, trong khoảng từ \( x = 1 \) đến \( x = 3 \), chỉ có giao điểm \( x = 2 \) nằm trong khoảng này.
Tiếp theo, ta so sánh hai hàm số trong khoảng từ \( x = 1 \) đến \( x = 3 \):
- Từ \( x = 1 \) đến \( x = 2 \), ta có \( x^3 - x < 3x \).
- Từ \( x = 2 \) đến \( x = 3 \), ta có \( x^3 - x > 3x \).
Do đó, diện tích của hình phẳng (H) được tính bằng tổng diện tích giữa hai hàm số từ \( x = 1 \) đến \( x = 2 \) và từ \( x = 2 \) đến \( x = 3 \):
\[ S = \int_{1}^{2} (3x - (x^3 - x)) \, dx + \int_{2}^{3} ((x^3 - x) - 3x) \, dx \]
\[ S = \int_{1}^{2} (4x - x^3) \, dx + \int_{2}^{3} (x^3 - 4x) \, dx \]
Tổng hợp lại, diện tích của hình phẳng (H) được tính bằng:
\[ S = \int_{1}^{3} |x^3 - 4x| \, dx \]
Vậy đáp án đúng là:
\(\textcircled{D.}~S=\int^3_1|x^3-4x|dx\)
Câu 7:
Trước tiên, ta xét các trường hợp có thể xảy ra khi lấy ngẫu nhiên 2 viên bi từ hộp thứ nhất:
1. Cả 2 viên bi đều xanh.
2. Cả 2 viên bi đều đỏ.
Tuy nhiên, do hộp thứ nhất chỉ có 1 viên bi đỏ, nên trường hợp cả 2 viên bi đều đỏ là không thể xảy ra. Vậy chỉ còn trường hợp cả 2 viên bi đều xanh.
Sau khi lấy 2 viên bi xanh từ hộp thứ nhất và cho vào hộp thứ hai, hộp thứ hai sẽ có:
- 7 viên bi xanh (5 viên ban đầu + 2 viên từ hộp thứ nhất)
- 3 viên bi đỏ
Tổng số viên bi trong hộp thứ hai lúc này là:
\[ 7 + 3 = 10 \text{ viên} \]
Xác suất lấy được viên bi đỏ từ hộp thứ hai là:
\[ \frac{\text{số viên bi đỏ}}{\text{tổng số viên bi}} = \frac{3}{10} = 0,3 \]
Vậy đáp án đúng là:
B. 0,3
Câu 8:
Để lập luận từng bước, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm số học sinh của lớp 12D:
- Số học sinh có điểm tổng kết trong khoảng [7; 7,5) là 6 học sinh.
- Số học sinh có điểm tổng kết trong khoảng [7,5; 8) là 16 học sinh.
- Số học sinh có điểm tổng kết trong khoảng [8; 8,5) là 13 học sinh.
- Số học sinh có điểm tổng kết trong khoảng [8,5; 9) là 5 học sinh.
Tổng số học sinh của lớp 12D là:
\[
6 + 16 + 13 + 5 = 40 \text{ học sinh}
\]
2. Tính tần suất tương đối của mỗi khoảng điểm:
- Tần suất tương đối của khoảng [7; 7,5):
\[
\frac{6}{40} = 0,15
\]
- Tần suất tương đối của khoảng [7,5; 8):
\[
\frac{16}{40} = 0,4
\]
- Tần suất tương đối của khoảng [8; 8,5):
\[
\frac{13}{40} = 0,325
\]
- Tần suất tương đối của khoảng [8,5; 9):
\[
\frac{5}{40} = 0,125
\]
3. Lập bảng tần suất tương đối:
\[
\begin{array}{|c|c|}
\hline
\text{Điểm} & \text{Tần suất tương đối} \\
\hline
[7; 7,5) & 0,15 \\
\hline
[7,5; 8) & 0,4 \\
\hline
[8; 8,5) & 0,325 \\
\hline
[8,5; 9) & 0,125 \\
\hline
\end{array}
\]
4. Tính trung vị của dãy số điểm:
- Ta có tổng số học sinh là 40, do đó trung vị nằm giữa điểm thứ 20 và 21.
- Xét các khoảng điểm:
- Khoảng [7; 7,5) có 6 học sinh.
- Khoảng [7,5; 8) có 16 học sinh, tổng là 6 + 16 = 22 học sinh.
- Do đó, trung vị nằm trong khoảng [7,5; 8).
Vì trung vị nằm trong khoảng [7,5; 8), ta có thể chọn giá trị trung bình của khoảng này làm trung vị:
\[
\text{Trung vị} = \frac{7,5 + 8}{2} = 7,75
\]
5. Tính phương sai và độ lệch chuẩn:
- Trước tiên, tính trung bình cộng của các điểm:
\[
\bar{x} = \frac{(7,25 \times 6) + (7,75 \times 16) + (8,25 \times 13) + (8,75 \times 5)}{40}
\]
\[
\bar{x} = \frac{(43,5) + (124) + (107,25) + (43,75)}{40} = \frac{318,5}{40} = 7,9625
\]
- Tiếp theo, tính phương sai:
\[
s^2 = \frac{1}{40} \left( 6 \times (7,25 - 7,9625)^2 + 16 \times (7,75 - 7,9625)^2 + 13 \times (8,25 - 7,9625)^2 + 5 \times (8,75 - 7,9625)^2 \right)
\]
\[
s^2 = \frac{1}{40} \left( 6 \times (-0,7125)^2 + 16 \times (-0,2125)^2 + 13 \times (0,2875)^2 + 5 \times (0,7875)^2 \right)
\]
\[
s^2 = \frac{1}{40} \left( 6 \times 0,50765625 + 16 \times 0,04515625 + 13 \times 0,08265625 + 5 \times 0,62015625 \right)
\]
\[
s^2 = \frac{1}{40} \left( 3,0459375 + 0,7225 + 1,07453125 + 3,10078125 \right)
\]
\[
s^2 = \frac{1}{40} \times 7,94375 = 0,19859375
\]
- Cuối cùng, tính độ lệch chuẩn:
\[
s = \sqrt{0,19859375} \approx 0,4456
\]
Kết luận:
- Số học sinh của lớp 12D là 40 học sinh.
- Bảng tần suất tương đối đã được lập.
- Trung vị của dãy số điểm là 7,75.
- Phương sai là 0,19859375.
- Độ lệch chuẩn là khoảng 0,4456.