Câu 39.
Để giải quyết các câu hỏi về tính chất đồng biến và nghịch biến của các hàm số, chúng ta sẽ sử dụng đạo hàm để xác định dấu của đạo hàm trên các khoảng tương ứng.
Câu 40:
Cho hàm số .
Bước 1: Tìm đạo hàm của hàm số
Ta có:
Áp dụng công thức đạo hàm của hàm số lũy thừa:
Tính đạo hàm từng phần:
Do đó:
Bước 2: Xác định dấu của đạo hàm
- vì trên khoảng .
- vì luôn âm và dương.
Do đó, dấu của phụ thuộc vào dấu của :
- Trên khoảng , nên (nghịch biến).
- Trên khoảng , nên (đồng biến).
Kết luận:
Hàm số nghịch biến trên .
Đáp án: B. Hàm số nghịch biến trên .
Câu 41:
Cho các hàm số:
A.
B.
C.
D.
Bước 1: Tìm đạo hàm của mỗi hàm số
A.
(luôn dương)
B.
(luôn dương)
C.
- Trên khoảng , (nghịch biến).
- Trên khoảng , (đồng biến).
D.
(luôn dương trên các khoảng liên tục của nó)
Kết luận:
Hàm số đồng biến trên là:
A.
B.
D.
Đáp án: A, B, D.
Câu 41.
Để hàm số đồng biến trên tập xác định, ta cần tìm điều kiện của tham số sao cho đạo hàm của hàm số luôn dương.
Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số:
Bước 2: Để hàm số đồng biến trên tập xác định, đạo hàm của hàm số phải luôn dương:
Bước 3: Giải bất phương trình:
Để hàm số đồng biến trên toàn bộ tập xác định, bất đẳng thức này phải đúng với mọi giá trị của . Điều này có nghĩa là phải lớn hơn hoặc bằng giá trị nhỏ nhất của trên tập xác định. Vì có thể nhận mọi giá trị âm khi tăng lên, nên phải lớn hơn hoặc bằng 0.
Do đó, điều kiện để hàm số đồng biến trên tập xác định là:
Tuy nhiên, trong các đáp án đã cho, không có đáp án nào đúng với điều kiện trên. Do đó, có thể có lỗi trong đề bài hoặc các đáp án đã cho. Tuy nhiên, dựa trên các đáp án đã cho, ta thấy rằng đáp án gần đúng nhất là:
Vậy đáp án đúng là:
Câu 42.
Để hàm số nghịch biến trên , ta cần tìm điều kiện của sao cho đạo hàm của hàm số luôn âm trên .
Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số:
Bước 2: Để hàm số nghịch biến trên , đạo hàm phải luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0 trên :
Bước 3: Xét dấu của tam thức bậc hai :
- Đạo hàm của hàm số là một tam thức bậc hai có hệ số cao nhất là , nên nó sẽ mở rộng xuống dưới trục số.
- Để tam thức này luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0 trên , tam thức này phải không có nghiệm thực hoặc có nghiệm kép (đồng nghĩa với việc biệt thức ).
Bước 4: Tính biệt thức của tam thức bậc hai:
Bước 5: Để tam thức luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0, ta cần:
Bước 6: Giải bất phương trình :
- Tìm nghiệm của phương trình :
- Xét dấu của tam thức :
Bước 7: Tìm các giá trị nguyên của trong khoảng :
Vậy có 7 giá trị nguyên của thỏa mãn điều kiện hàm số nghịch biến trên .
Đáp án đúng là: D. 7.
Câu 43.
Để hàm số đồng biến trên , ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của tham số sao cho đạo hàm của hàm số luôn dương trên .
Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số:
Bước 2: Để hàm số đồng biến trên , đạo hàm phải luôn dương trên :
Bước 3: Điều kiện để một tam thức bậc hai luôn dương là:
- Hệ số của phải dương: .
- Đạo hàm tam thức phải có biệt thức nhỏ hơn 0: .
Bước 4: Giải bất phương trình:
Bước 5: Giải phương trình bậc hai:
Bước 6: Xác định khoảng giá trị của :
Bước 7: Kết hợp với điều kiện , ta có:
Vậy giá trị nhỏ nhất của tham số để hàm số đồng biến trên là .
Đáp án đúng là: D. .
Câu 44.
Để hàm số nghịch biến trên khoảng , ta cần tìm các giá trị của sao cho đạo hàm của hàm số luôn âm trên toàn bộ khoảng này.
Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số:
Bước 2: Để hàm số nghịch biến trên khoảng , đạo hàm phải luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0 trên toàn bộ khoảng này. Do đó, ta cần:
Bước 3: Xét hệ số của trong biểu thức đạo hàm:
Để biểu thức luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0, hệ số của phải nhỏ hơn hoặc bằng 0:
Giải bất phương trình này:
Bước 4: Kiểm tra các giá trị của trong khoảng :
- Nếu , ta có:
Biểu thức không luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0 trên toàn bộ khoảng .
- Nếu , ta có:
Biểu thức luôn nhỏ hơn 0 trên toàn bộ khoảng .
- Nếu , ta có:
Biểu thức sẽ có hệ số của nhỏ hơn 0, nhưng không chắc chắn rằng nó luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0 trên toàn bộ khoảng do ảnh hưởng của các hệ số khác.
Do đó, chỉ có giá trị thỏa mãn điều kiện hàm số nghịch biến trên khoảng .
Kết luận: Có 1 giá trị của thỏa mãn điều kiện, đó là .
Đáp án đúng là: B. 1.
Câu 45.
Câu 46:
Để hàm số đồng biến trên , ta cần tìm điều kiện của sao cho trên .
Tính đạo hàm của hàm số:
Để hàm số đồng biến trên , ta cần:
Ta xét giá trị của tại :
Để hàm số đồng biến trên , ta cần:
Giải bất phương trình:
Tìm nghiệm của phương trình:
Vậy:
Đáp án đúng là:
Câu 47:
Để hàm số đồng biến trên khoảng , ta cần tìm điều kiện của sao cho trên .
Tính đạo hàm của hàm số:
Để hàm số đồng biến trên , ta cần:
Ta xét giá trị của tại và :
Để hàm số đồng biến trên , ta cần:
Giải các bất phương trình:
Vậy:
Đáp án đúng là:
Câu 48:
Để hàm số nghịch biến trên đoạn , ta cần tìm điều kiện của sao cho trên .
Tính đạo hàm của hàm số:
Để hàm số nghịch biến trên , ta cần:
Ta xét giá trị của tại và :
Để hàm số nghịch biến trên , ta cần:
Giải các bất phương trình:
Vậy:
Giao của hai khoảng này là:
Các giá trị nguyên của trong khoảng này là và .
Đáp án đúng là:
Câu 49:
Để hàm số đồng biến trên khoảng , ta cần tìm điều kiện của sao cho trên .
Tính đạo hàm của hàm số:
Để hàm số đồng biến trên , ta cần:
Chia cả hai vế cho (vì ):
Để hàm số đồng biến trên , ta cần:
Tại :
Tại :
Vậy:
Đáp án đúng là:
Câu 50.
Để hàm số nghịch biến trên và đồng biến trên , ta cần tìm các giá trị của tham số sao cho đạo hàm của hàm số có dấu âm trên khoảng và dấu dương trên khoảng .
Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số:
Bước 2: Xét dấu của đạo hàm:
Bước 3: Tìm các điểm mà đạo hàm bằng 0:
Bước 4: Xét dấu của đạo hàm trên các khoảng:
- Trên khoảng : , do đó . Để âm, ta cần . Điều này luôn đúng nếu vì và .
- Trên khoảng : , do đó . Để dương, ta cần . Điều này luôn đúng nếu vì và .
Bước 5: Kết luận:
- Để hàm số nghịch biến trên và đồng biến trên , ta cần .
Vậy đáp án đúng là:
Câu 51.
Để hàm số đồng biến trên các khoảng xác định, ta cần tìm điều kiện của m sao cho đạo hàm của hàm số dương trên các khoảng xác định.
Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số:
Áp dụng công thức đạo hàm của thương hai hàm số:
Bước 2: Để hàm số đồng biến trên các khoảng xác định, ta cần:
Vì luôn dương (trừ khi , nhưng tại điểm này hàm số không xác định), nên ta chỉ cần:
Bước 3: Giải bất phương trình:
Phương trình tương ứng:
Các nghiệm của phương trình là:
Bước 4: Xác định khoảng nghiệm của bất phương trình:
Kết hợp với biểu đồ số, ta thấy:
Bước 5: Tìm các giá trị nguyên của m trong khoảng nghiệm:
Tập hợp S gồm các giá trị nguyên của m là:
Số phần tử của S là:
Đáp án đúng là: A. 3.