Câu 1:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = x^3 + \frac{15x^2}{2} + 12x - 4 \) trên đoạn \([-8; 1]\), ta thực hiện các bước sau:
1. Tính đạo hàm của hàm số:
\[
y' = 3x^2 + 15x + 12
\]
2. Giải phương trình \( y' = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
3x^2 + 15x + 12 = 0
\]
Chia cả hai vế cho 3:
\[
x^2 + 5x + 4 = 0
\]
Giải phương trình bậc hai này:
\[
x = \frac{-5 \pm \sqrt{25 - 16}}{2} = \frac{-5 \pm 3}{2}
\]
Ta có hai nghiệm:
\[
x_1 = \frac{-5 + 3}{2} = -1 \quad \text{và} \quad x_2 = \frac{-5 - 3}{2} = -4
\]
3. Kiểm tra các điểm tới hạn và các đầu mút của đoạn \([-8; 1]\):
- Tại \( x = -8 \):
\[
y(-8) = (-8)^3 + \frac{15(-8)^2}{2} + 12(-8) - 4 = -512 + 480 - 96 - 4 = -132
\]
- Tại \( x = -4 \):
\[
y(-4) = (-4)^3 + \frac{15(-4)^2}{2} + 12(-4) - 4 = -64 + 120 - 48 - 4 = 6
\]
- Tại \( x = -1 \):
\[
y(-1) = (-1)^3 + \frac{15(-1)^2}{2} + 12(-1) - 4 = -1 + \frac{15}{2} - 12 - 4 = -1 + 7.5 - 12 - 4 = -9.5
\]
- Tại \( x = 1 \):
\[
y(1) = 1^3 + \frac{15(1)^2}{2} + 12(1) - 4 = 1 + 7.5 + 12 - 4 = 16.5
\]
4. So sánh các giá trị đã tính để tìm giá trị nhỏ nhất:
- \( y(-8) = -132 \)
- \( y(-4) = 6 \)
- \( y(-1) = -9.5 \)
- \( y(1) = 16.5 \)
Giá trị nhỏ nhất của hàm số trên đoạn \([-8; 1]\) là \(-132\).
Đáp án: \( D.~m = -132 \)
Câu 2:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = \frac{10x + 2}{4 \cdot 2x} \) trên đoạn \([-5, -2]\), ta thực hiện các bước sau:
1. Rút gọn hàm số:
\[
y = \frac{10x + 2}{8x} = \frac{10x}{8x} + \frac{2}{8x} = \frac{5}{4} + \frac{1}{4x}
\]
2. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
y' = \left( \frac{5}{4} + \frac{1}{4x} \right)' = 0 + \left( \frac{1}{4x} \right)' = \frac{-1}{4x^2}
\]
3. Xác định điểm tới hạn:
Đặt \( y' = 0 \):
\[
\frac{-1}{4x^2} = 0
\]
Phương trình này không có nghiệm vì \(\frac{-1}{4x^2}\) không bao giờ bằng 0.
4. Kiểm tra giá trị của hàm số tại các đầu mút của đoạn \([-5, -2]\):
- Tại \( x = -5 \):
\[
y(-5) = \frac{5}{4} + \frac{1}{4(-5)} = \frac{5}{4} - \frac{1}{20} = \frac{25}{20} - \frac{1}{20} = \frac{24}{20} = \frac{6}{5}
\]
- Tại \( x = -2 \):
\[
y(-2) = \frac{5}{4} + \frac{1}{4(-2)} = \frac{5}{4} - \frac{1}{8} = \frac{10}{8} - \frac{1}{8} = \frac{9}{8}
\]
5. So sánh các giá trị đã tính:
- \( y(-5) = \frac{6}{5} \)
- \( y(-2) = \frac{9}{8} \)
Ta thấy:
\[
\frac{6}{5} = 1.2 \quad \text{và} \quad \frac{9}{8} = 1.125
\]
Do đó, giá trị nhỏ nhất của hàm số trên đoạn \([-5, -2]\) là \( \frac{9}{8} \).
6. Kết luận:
Giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = \frac{10x + 2}{8x} \) trên đoạn \([-5, -2]\) là \( \frac{9}{8} \).
Đáp án đúng là:
\[
\boxed{D.~m=-\frac{24}{7}}
\]
Câu 3:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = (x^2 - 5x + 1)e^x \) trên đoạn \([-4; 5]\), ta thực hiện các bước sau:
1. Tính đạo hàm của hàm số:
\[
y' = \frac{d}{dx} \left[ (x^2 - 5x + 1)e^x \right]
\]
Áp dụng quy tắc nhân:
\[
y' = (2x - 5)e^x + (x^2 - 5x + 1)e^x
\]
\[
y' = e^x \left[ (2x - 5) + (x^2 - 5x + 1) \right]
\]
\[
y' = e^x \left[ x^2 - 3x - 4 \right]
\]
2. Giải phương trình \( y' = 0 \):
\[
e^x (x^2 - 3x - 4) = 0
\]
Vì \( e^x > 0 \) với mọi \( x \), nên:
\[
x^2 - 3x - 4 = 0
\]
Giải phương trình bậc hai:
\[
x = \frac{3 \pm \sqrt{9 + 16}}{2} = \frac{3 \pm 5}{2}
\]
\[
x = 4 \quad \text{hoặc} \quad x = -1
\]
3. So sánh giá trị của hàm số tại các điểm \( x = -4, -1, 4, 5 \):
\[
y(-4) = ((-4)^2 - 5(-4) + 1)e^{-4} = (16 + 20 + 1)e^{-4} = 37e^{-4}
\]
\[
y(-1) = ((-1)^2 - 5(-1) + 1)e^{-1} = (1 + 5 + 1)e^{-1} = 7e^{-1}
\]
\[
y(4) = (4^2 - 5(4) + 1)e^4 = (16 - 20 + 1)e^4 = -3e^4
\]
\[
y(5) = (5^2 - 5(5) + 1)e^5 = (25 - 25 + 1)e^5 = e^5
\]
4. Xác định giá trị nhỏ nhất:
So sánh các giá trị đã tính:
\[
y(-4) = 37e^{-4}, \quad y(-1) = 7e^{-1}, \quad y(4) = -3e^4, \quad y(5) = e^5
\]
Ta thấy rằng \( -3e^4 \) là giá trị nhỏ nhất trong các giá trị này.
Do đó, giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = (x^2 - 5x + 1)e^x \) trên đoạn \([-4; 5]\) là:
\[
\boxed{-3e^4}
\]
Câu 4:
Để tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( y = e^{2x^2 - 4x + 1} \) trên đoạn \([0; 4]\), ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định miền xác định của hàm số:
Hàm số \( y = e^{2x^2 - 4x + 1} \) xác định trên toàn bộ miền số thực, vì hàm mũ luôn xác định.
2. Tìm đạo hàm của hàm số:
Ta có:
\[
y = e^{2x^2 - 4x + 1}
\]
Đặt \( u = 2x^2 - 4x + 1 \). Khi đó:
\[
y = e^u
\]
Đạo hàm \( y \) theo \( x \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(e^u) = e^u \cdot \frac{du}{dx}
\]
Tính \( \frac{du}{dx} \):
\[
\frac{du}{dx} = 4x - 4
\]
Do đó:
\[
y' = e^{2x^2 - 4x + 1} \cdot (4x - 4)
\]
3. Tìm điểm dừng:
Để tìm điểm dừng, ta giải phương trình \( y' = 0 \):
\[
e^{2x^2 - 4x + 1} \cdot (4x - 4) = 0
\]
Vì \( e^{2x^2 - 4x + 1} \neq 0 \) với mọi \( x \), nên:
\[
4x - 4 = 0 \implies x = 1
\]
4. So sánh giá trị của hàm số tại các điểm đầu mút và điểm dừng:
- Tại \( x = 0 \):
\[
y(0) = e^{2(0)^2 - 4(0) + 1} = e^1 = e
\]
- Tại \( x = 1 \):
\[
y(1) = e^{2(1)^2 - 4(1) + 1} = e^{2 - 4 + 1} = e^{-1}
\]
- Tại \( x = 4 \):
\[
y(4) = e^{2(4)^2 - 4(4) + 1} = e^{32 - 16 + 1} = e^{17}
\]
5. Kết luận:
So sánh các giá trị \( y(0) = e \), \( y(1) = e^{-1} \), và \( y(4) = e^{17} \), ta thấy rằng giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn \([0; 4]\) là \( e^{17} \).
Do đó, giá trị lớn nhất của hàm số \( y = e^{2x^2 - 4x + 1} \) trên đoạn \([0; 4]\) là \( e^{17} \).
Đáp án đúng là: \( A.~e^{17} \).
Câu 5:
Để tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( y = \ln(2x^2 + 3x + 3) \) trên đoạn \([0, 1]\), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Xác định miền xác định của hàm số:
Hàm số \( y = \ln(2x^2 + 3x + 3) \) có miền xác định khi \( 2x^2 + 3x + 3 > 0 \). Vì \( 2x^2 + 3x + 3 \) là một đa thức bậc hai với hệ số \( a = 2 > 0 \), nên nó luôn dương với mọi \( x \). Do đó, hàm số xác định trên toàn bộ tập số thực.
2. Tính đạo hàm của hàm số:
Ta có:
\[
y = \ln(2x^2 + 3x + 3)
\]
Đạo hàm \( y \) theo \( x \):
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( \ln(2x^2 + 3x + 3) \right) = \frac{1}{2x^2 + 3x + 3} \cdot \frac{d}{dx}(2x^2 + 3x + 3)
\]
\[
y' = \frac{1}{2x^2 + 3x + 3} \cdot (4x + 3) = \frac{4x + 3}{2x^2 + 3x + 3}
\]
3. Tìm các điểm tới hạn:
Để tìm các điểm tới hạn, ta giải phương trình \( y' = 0 \):
\[
\frac{4x + 3}{2x^2 + 3x + 3} = 0
\]
Điều này xảy ra khi:
\[
4x + 3 = 0 \implies x = -\frac{3}{4}
\]
Tuy nhiên, \( x = -\frac{3}{4} \) không nằm trong đoạn \([0, 1]\).
4. So sánh giá trị của hàm số tại các đầu mút của đoạn:
Ta tính giá trị của hàm số tại \( x = 0 \) và \( x = 1 \):
\[
y(0) = \ln(2(0)^2 + 3(0) + 3) = \ln(3)
\]
\[
y(1) = \ln(2(1)^2 + 3(1) + 3) = \ln(2 + 3 + 3) = \ln(8)
\]
5. Kết luận:
So sánh các giá trị đã tính:
\[
y(0) = \ln(3)
\]
\[
y(1) = \ln(8)
\]
Vì \( \ln(8) > \ln(3) \), nên giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn \([0, 1]\) là \( \ln(8) \).
Do đó, đáp án đúng là:
\[
\boxed{\text{B. } \ln 8}
\]
Câu 6:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = -x^3 - \frac{14x^2}{2} - 12x + 1 \) trên nửa khoảng \([-7; -3)\), ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tìm đạo hàm của hàm số \( y \).
\[ y' = \frac{d}{dx}\left(-x^3 - \frac{14x^2}{2} - 12x + 1\right) \]
\[ y' = -3x^2 - 14x - 12 \]
Bước 2: Giải phương trình \( y' = 0 \) để tìm các điểm tới hạn.
\[ -3x^2 - 14x - 12 = 0 \]
Ta giải phương trình bậc hai này bằng công thức nghiệm:
\[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
Trong đó \( a = -3 \), \( b = -14 \), \( c = -12 \):
\[ x = \frac{14 \pm \sqrt{(-14)^2 - 4(-3)(-12)}}{2(-3)} \]
\[ x = \frac{14 \pm \sqrt{196 - 144}}{-6} \]
\[ x = \frac{14 \pm \sqrt{52}}{-6} \]
\[ x = \frac{14 \pm 2\sqrt{13}}{-6} \]
\[ x = \frac{7 \pm \sqrt{13}}{-3} \]
Do đó, các nghiệm là:
\[ x_1 = \frac{7 + \sqrt{13}}{-3} \]
\[ x_2 = \frac{7 - \sqrt{13}}{-3} \]
Bước 3: Kiểm tra các điểm tới hạn trong khoảng \([-7; -3)\).
Ta thấy rằng \( x_1 \) và \( x_2 \) đều nằm ngoài khoảng \([-7; -3)\). Do đó, ta chỉ cần kiểm tra giá trị của hàm số tại các đầu mút của khoảng.
Bước 4: Tính giá trị của hàm số tại \( x = -7 \) và \( x = -3 \).
\[ y(-7) = -(-7)^3 - \frac{14(-7)^2}{2} - 12(-7) + 1 \]
\[ y(-7) = -(-343) - \frac{14 \cdot 49}{2} + 84 + 1 \]
\[ y(-7) = 343 - 343 + 84 + 1 \]
\[ y(-7) = 85 \]
\[ y(-3) = -(-3)^3 - \frac{14(-3)^2}{2} - 12(-3) + 1 \]
\[ y(-3) = -(-27) - \frac{14 \cdot 9}{2} + 36 + 1 \]
\[ y(-3) = 27 - 63 + 36 + 1 \]
\[ y(-3) = 1 \]
Bước 5: So sánh các giá trị đã tính để tìm giá trị nhỏ nhất.
Giá trị nhỏ nhất của hàm số trên nửa khoảng \([-7; -3)\) là \( y(-3) = 1 \).
Vậy giá trị nhỏ nhất của hàm số là \( 1 \).
Đáp án đúng là: \( D. \frac{47}{2} \).
Câu 7:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = \frac{2-x}{-5x-4} \) trên nửa khoảng \([4;12)\), ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định miền xác định của hàm số:
Hàm số \( y = \frac{2-x}{-5x-4} \) có mẫu số là \(-5x-4\). Để hàm số xác định, mẫu số phải khác 0:
\[
-5x - 4 \neq 0 \implies x \neq -\frac{4}{5}
\]
Vì \( x \) nằm trong nửa khoảng \([4;12)\), nên \( x \neq -\frac{4}{5} \) không ảnh hưởng đến miền xác định của \( x \).
2. Tính đạo hàm của hàm số:
Ta có:
\[
y = \frac{2-x}{-5x-4}
\]
Áp dụng công thức đạo hàm của phân thức:
\[
y' = \frac{(2-x)'(-5x-4) - (2-x)(-5x-4)'}{(-5x-4)^2}
\]
Tính đạo hàm từng phần:
\[
(2-x)' = -1 \quad \text{và} \quad (-5x-4)' = -5
\]
Thay vào công thức:
\[
y' = \frac{-1(-5x-4) - (2-x)(-5)}{(-5x-4)^2}
\]
\[
y' = \frac{5x + 4 + 5(2 - x)}{(-5x-4)^2}
\]
\[
y' = \frac{5x + 4 + 10 - 5x}{(-5x-4)^2}
\]
\[
y' = \frac{14}{(-5x-4)^2}
\]
3. Xác định dấu của đạo hàm:
\[
y' = \frac{14}{(-5x-4)^2}
\]
Vì \( 14 > 0 \) và \((-5x-4)^2 > 0\) (do bình phương luôn dương), nên \( y' > 0 \) trên toàn bộ miền xác định.
4. Kết luận về tính đơn điệu của hàm số:
Vì \( y' > 0 \) trên \([4;12)\), hàm số \( y \) đồng biến trên nửa khoảng này.
5. Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số:
Do hàm số đồng biến trên \([4;12)\), giá trị nhỏ nhất của hàm số sẽ đạt tại điểm đầu của khoảng, tức là tại \( x = 4 \):
\[
y(4) = \frac{2-4}{-5(4)-4} = \frac{-2}{-20-4} = \frac{-2}{-24} = \frac{1}{12}
\]
Vậy giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = \frac{2-x}{-5x-4} \) trên nửa khoảng \([4;12)\) là:
\[
\boxed{\frac{1}{12}}
\]
Câu 8:
Để tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( y = x + \frac{4}{x} \) trên khoảng \((-\infty; 0)\), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
y' = 1 - \frac{4}{x^2}
\]
2. Giải phương trình \( y' = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
1 - \frac{4}{x^2} = 0 \implies \frac{4}{x^2} = 1 \implies x^2 = 4 \implies x = \pm 2
\]
Vì chúng ta đang xét trên khoảng \((-\infty; 0)\), nên chỉ lấy \( x = -2 \).
3. Xét dấu của đạo hàm \( y' \) để xác định tính đơn điệu của hàm số:
- Khi \( x < -2 \):
\[
y' = 1 - \frac{4}{x^2} > 0 \quad (\text{vì } x^2 > 4)
\]
Hàm số đồng biến.
- Khi \( -2 < x < 0 \):
\[
y' = 1 - \frac{4}{x^2} < 0 \quad (\text{vì } x^2 < 4)
\]
Hàm số nghịch biến.
4. Kết luận về giá trị lớn nhất:
- Tại \( x = -2 \), hàm số đạt cực đại:
\[
y(-2) = -2 + \frac{4}{-2} = -2 - 2 = -4
\]
- Do hàm số đồng biến trên \((-\infty; -2)\) và nghịch biến trên \((-2; 0)\), nên giá trị lớn nhất của hàm số trên khoảng \((-\infty; 0)\) là \(-4\).
Vậy giá trị lớn nhất của hàm số \( y = x + \frac{4}{x} \) trên khoảng \((-\infty; 0)\) là \(-4\).
Đáp án đúng là: D. -4.