Câu 15:
Để hàm số đồng biến trên khoảng , ta cần đảm bảo rằng đạo hàm của hàm số trên khoảng này.
1. Tính đạo hàm của hàm số:
2. Để hàm số đồng biến trên khoảng , ta cần:
Điều này có nghĩa là:
3. Ta có bất đẳng thức:
Chia cả hai vế cho (vì trong khoảng ):
Suy ra:
4. Để bất đẳng thức trên đúng trên toàn bộ khoảng , ta cần tìm giá trị lớn nhất của trong khoảng này. Vì nằm trong khoảng , nên:
5. Do đó, để đúng trên toàn bộ khoảng , ta cần:
Vậy, thuộc tập .
Đáp án:
Câu 16:
Để hàm số đồng biến trên mỗi khoảng xác định của nó, ta cần đảm bảo rằng đạo hàm của hàm số luôn dương trên các khoảng này.
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
Đạo hàm :
2. Điều kiện để hàm số đồng biến:
Hàm số đồng biến nếu trên các khoảng xác định của nó. Do đó:
3. Phân tích bất đẳng thức:
Ta cần đúng trên mọi khoảng xác định của . Vì luôn không âm và đạt giá trị nhỏ nhất là 0 khi , nên để bất đẳng thức này đúng trên mọi khoảng, phải thỏa mãn:
4. Kết luận:
Các giá trị thực của tham số sao cho hàm số đồng biến trên mỗi khoảng xác định của nó là:
Do đó, đáp án đúng là:
Câu 17:
Để hàm số nghịch biến trên khoảng , ta cần đảm bảo rằng đạo hàm của nó âm trên khoảng này.
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
Áp dụng công thức đạo hàm của phân thức:
2. Điều kiện để hàm số nghịch biến:
Hàm số nghịch biến nếu trên khoảng .
Ta có:
Vì với mọi , nên dấu của phụ thuộc vào tử số .
Do đó, khi:
3. Kiểm tra điều kiện :
Để hàm số xác định trên khoảng , không được bằng . Điều này có nghĩa là không nằm trong khoảng .
Nếu :
Kết hợp với điều kiện , ta có:
Vậy giá trị của để hàm số nghịch biến trên là:
Câu 18:
Để hàm số đồng biến trên khoảng , ta cần đảm bảo rằng đạo hàm của hàm số trên khoảng này.
1. Tính đạo hàm của hàm số:
2. Để hàm số đồng biến trên khoảng , ta cần:
Điều này có nghĩa là:
3. Ta có bất đẳng thức:
Chia cả hai vế cho (vì trong khoảng ):
Suy ra:
4. Để bất đẳng thức trên đúng trên toàn bộ khoảng , ta cần tìm giá trị lớn nhất của trong khoảng này. Vì nằm trong khoảng , nên:
5. Do đó, để đúng trên toàn bộ khoảng , ta cần:
Vậy, thuộc tập .
Đáp án:
Câu 19:
Để hàm số đồng biến trên mỗi khoảng xác định của nó, ta cần đảm bảo rằng đạo hàm của hàm số luôn dương trên các khoảng này.
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
Đạo hàm :
2. Điều kiện để hàm số đồng biến:
Hàm số đồng biến nếu trên các khoảng xác định của nó. Do đó:
3. Phân tích bất đẳng thức:
Ta cần đúng trên mọi khoảng xác định của . Vì luôn không âm và đạt giá trị nhỏ nhất là 0 khi , nên để bất đẳng thức này đúng trên mọi khoảng, phải thỏa mãn:
4. Kết luận:
Các giá trị thực của tham số sao cho hàm số đồng biến trên mỗi khoảng xác định của nó là:
Do đó, đáp án đúng là:
Câu 20:
Để hàm số đồng biến trên khoảng , ta cần xét đạo hàm của hàm số này.
Đặt . Vì , nên .
Hàm số trở thành:
Ta tính đạo hàm của :
Để hàm số đồng biến trên khoảng , đạo hàm phải dương:
Do (vì bình phương luôn dương), nên:
Tiếp theo, ta cần kiểm tra điều kiện để hàm số không bị gián đoạn trên khoảng . Điều này xảy ra khi mẫu số khác 0:
Trên khoảng , nằm trong khoảng . Do đó, để hàm số liên tục, không được nằm trong khoảng này:
Kết hợp các điều kiện trên, ta có:
Vậy, các giá trị thực của tham số thỏa mãn điều kiện hàm số đồng biến trên khoảng là:
Đáp án đúng là: