Câu 1:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = \frac{x^2 + 4}{x} \) trên khoảng \( (0; +\infty) \), ta thực hiện các bước sau:
1. Rút gọn hàm số:
\[
y = \frac{x^2 + 4}{x} = x + \frac{4}{x}
\]
2. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
y' = 1 - \frac{4}{x^2}
\]
3. Giải phương trình \( y' = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
1 - \frac{4}{x^2} = 0 \implies \frac{4}{x^2} = 1 \implies x^2 = 4 \implies x = 2 \quad (\text{vì } x > 0)
\]
4. Kiểm tra dấu của đạo hàm để xác định tính chất của hàm số:
- Khi \( x < 2 \):
\[
y' = 1 - \frac{4}{x^2} < 0 \quad (\text{vì } \frac{4}{x^2} > 1)
\]
Hàm số giảm.
- Khi \( x > 2 \):
\[
y' = 1 - \frac{4}{x^2} > 0 \quad (\text{vì } \frac{4}{x^2} < 1)
\]
Hàm số tăng.
5. Kết luận:
- Hàm số đạt giá trị nhỏ nhất tại \( x = 2 \).
Do đó, giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = \frac{x^2 + 4}{x} \) trên khoảng \( (0; +\infty) \) đạt được tại điểm \( x = 2 \).
Đáp án đúng là:
\[
\boxed{D.~x=2}
\]
Câu 2:
Để tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( y = x^4 - 4x^2 + 5 \) trên đoạn \([-2; 3]\), ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tìm đạo hàm của hàm số \( y \):
\[ y' = 4x^3 - 8x \]
Bước 2: Giải phương trình \( y' = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[ 4x^3 - 8x = 0 \]
\[ 4x(x^2 - 2) = 0 \]
\[ x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x^2 = 2 \]
\[ x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x = \sqrt{2} \quad \text{hoặc} \quad x = -\sqrt{2} \]
Bước 3: Xác định các điểm tới hạn nằm trong đoạn \([-2; 3]\):
\[ x = 0, \quad x = \sqrt{2}, \quad x = -\sqrt{2} \]
Bước 4: Tính giá trị của hàm số tại các điểm tới hạn và tại các đầu mút của đoạn:
\[ y(0) = 0^4 - 4 \cdot 0^2 + 5 = 5 \]
\[ y(\sqrt{2}) = (\sqrt{2})^4 - 4 \cdot (\sqrt{2})^2 + 5 = 4 - 8 + 5 = 1 \]
\[ y(-\sqrt{2}) = (-\sqrt{2})^4 - 4 \cdot (-\sqrt{2})^2 + 5 = 4 - 8 + 5 = 1 \]
\[ y(-2) = (-2)^4 - 4 \cdot (-2)^2 + 5 = 16 - 16 + 5 = 5 \]
\[ y(3) = 3^4 - 4 \cdot 3^2 + 5 = 81 - 36 + 5 = 50 \]
Bước 5: So sánh các giá trị đã tính để tìm giá trị lớn nhất:
\[ y(0) = 5 \]
\[ y(\sqrt{2}) = 1 \]
\[ y(-\sqrt{2}) = 1 \]
\[ y(-2) = 5 \]
\[ y(3) = 50 \]
Giá trị lớn nhất của hàm số \( y = x^4 - 4x^2 + 5 \) trên đoạn \([-2; 3]\) là 50, đạt được khi \( x = 3 \).
Đáp án: D. 50
Câu 3:
Để tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( y = f(x) \) trên đoạn \([-1; 3]\), ta cần xem xét đồ thị của hàm số trong khoảng này.
1. Xác định các điểm quan trọng:
- Xét các điểm đầu mút của đoạn: \( x = -1 \) và \( x = 3 \).
- Xét các điểm cực trị trong đoạn \([-1; 3]\).
2. Quan sát đồ thị:
- Tại \( x = -1 \), giá trị của hàm số là \( y = 2 \).
- Tại \( x = 3 \), giá trị của hàm số là \( y = 1 \).
- Quan sát đồ thị, ta thấy hàm số đạt giá trị lớn nhất là \( y = 3 \) tại một điểm trong khoảng \((0; 1)\).
3. Kết luận:
- Giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn \([-1; 3]\) là \( 3 \).
Vậy, đáp án đúng là A. 3.
Câu 4:
Để tìm giá trị lớn nhất \(M\) và giá trị nhỏ nhất \(m\) của hàm số \(y = f(x)\) trên đoạn \([1; 3]\), ta cần quan sát đồ thị của hàm số trong khoảng này.
1. Xác định giá trị lớn nhất \(M\):
- Quan sát đồ thị từ \(x = 1\) đến \(x = 3\), ta thấy điểm cao nhất trên đồ thị trong khoảng này là tại \(x = 1\) với \(y = 2\).
2. Xác định giá trị nhỏ nhất \(m\):
- Quan sát đồ thị từ \(x = 1\) đến \(x = 3\), ta thấy điểm thấp nhất trên đồ thị trong khoảng này là tại \(x = 3\) với \(y = -5\).
3. Tính \(M + m\):
- \(M = 2\) và \(m = -5\).
- Do đó, \(M + m = 2 + (-5) = -3\).
Vậy, giá trị của \(M + m\) là \(-3\). Đáp án đúng là \(C.~M+m=-3.\)
Câu 5:
Để giải bài toán này, ta cần tìm giá trị lớn nhất (M) và giá trị nhỏ nhất (m) của hàm số \( y = f(2\cos5x + 1) \).
Bước 1: Xác định miền giá trị của \( 2\cos5x + 1 \)
- Hàm số \( \cos5x \) có giá trị trong khoảng \([-1, 1]\).
- Do đó, \( 2\cos5x \) có giá trị trong khoảng \([-2, 2]\).
- Suy ra, \( 2\cos5x + 1 \) có giá trị trong khoảng \([-1, 3]\).
Bước 2: Xác định giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của \( f(x) \) trên đoạn \([-1, 3]\)
Dựa vào đồ thị:
- \( f(x) \) đạt giá trị lớn nhất là 4 tại \( x = 3 \).
- \( f(x) \) đạt giá trị nhỏ nhất là 0 tại \( x = 1 \).
Bước 3: Tính \( M - 2m \)
- Giá trị lớn nhất của \( y = f(2\cos5x + 1) \) là \( M = 4 \).
- Giá trị nhỏ nhất của \( y = f(2\cos5x + 1) \) là \( m = 0 \).
Tính \( M - 2m \):
\[
M - 2m = 4 - 2 \times 0 = 4
\]
Kết luận
Giá trị của \( M - 2m \) là 4. Tuy nhiên, không có đáp án nào khớp với kết quả này. Có thể có sai sót trong đề bài hoặc đáp án.
Câu 6:
Để giải bài toán này, ta cần sử dụng định lý về giá trị trung bình của tích phân và tính chất của đạo hàm.
1. Xác định bài toán:
- Đồ thị cho là của hàm số \( y = f^\prime(x) \).
- Ta có điều kiện: \( f(0) + f(3) = f(2) + f(5) \).
2. Phân tích điều kiện:
- Theo định lý cơ bản của giải tích, ta có:
\[
f(3) - f(0) = \int_{0}^{3} f^\prime(x) \, dx
\]
\[
f(5) - f(2) = \int_{2}^{5} f^\prime(x) \, dx
\]
3. Sử dụng điều kiện đã cho:
- Từ \( f(0) + f(3) = f(2) + f(5) \), ta suy ra:
\[
f(3) - f(2) = f(5) - f(0)
\]
4. Biểu diễn qua tích phân:
- Ta có:
\[
\int_{2}^{3} f^\prime(x) \, dx = \int_{0}^{5} f^\prime(x) \, dx - \int_{0}^{2} f^\prime(x) \, dx - \int_{3}^{5} f^\prime(x) \, dx
\]
5. Quan sát đồ thị:
- Đồ thị của \( f^\prime(x) \) cho thấy diện tích dưới đường cong từ 0 đến 2 và từ 3 đến 5 có thể được so sánh.
- Nếu diện tích từ 0 đến 2 bằng diện tích từ 3 đến 5, thì:
\[
\int_{0}^{2} f^\prime(x) \, dx = \int_{3}^{5} f^\prime(x) \, dx
\]
6. Kết luận:
- Từ các bước trên, ta thấy rằng điều kiện \( f(0) + f(3) = f(2) + f(5) \) được thỏa mãn khi diện tích dưới đồ thị của \( f^\prime(x) \) từ 0 đến 2 bằng diện tích từ 3 đến 5.
- Điều này phù hợp với đồ thị đã cho.
Như vậy, bài toán đã được giải quyết thông qua việc sử dụng tích phân và tính chất của đạo hàm.