Câu 4:
Để tìm điểm cực đại và giá trị cực tiểu của hàm số \( y = -x^3 + 4x^2 - 5x + 1 \), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm bậc nhất của hàm số:
\[
y' = \frac{d}{dx}(-x^3 + 4x^2 - 5x + 1) = -3x^2 + 8x - 5
\]
2. Giải phương trình \( y' = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
-3x^2 + 8x - 5 = 0
\]
Đây là phương trình bậc hai, ta sử dụng công thức nghiệm:
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
Với \( a = -3 \), \( b = 8 \), \( c = -5 \):
\[
x = \frac{-8 \pm \sqrt{8^2 - 4(-3)(-5)}}{2(-3)} = \frac{-8 \pm \sqrt{64 - 60}}{-6} = \frac{-8 \pm \sqrt{4}}{-6} = \frac{-8 \pm 2}{-6}
\]
Từ đó, ta có:
\[
x_1 = \frac{-8 + 2}{-6} = \frac{-6}{-6} = 1
\]
\[
x_2 = \frac{-8 - 2}{-6} = \frac{-10}{-6} = \frac{5}{3}
\]
3. Xác định tính chất của các điểm tới hạn bằng cách xét dấu của đạo hàm bậc nhất hoặc sử dụng đạo hàm bậc hai:
\[
y'' = \frac{d}{dx}(-3x^2 + 8x - 5) = -6x + 8
\]
- Tại \( x = 1 \):
\[
y''(1) = -6(1) + 8 = 2 > 0 \quad \text{(hàm số có điểm cực tiểu)}
\]
- Tại \( x = \frac{5}{3} \):
\[
y''\left(\frac{5}{3}\right) = -6\left(\frac{5}{3}\right) + 8 = -10 + 8 = -2 < 0 \quad \text{(hàm số có điểm cực đại)}
\]
4. Tính giá trị của hàm số tại các điểm tới hạn:
- Tại \( x = 1 \):
\[
y(1) = -(1)^3 + 4(1)^2 - 5(1) + 1 = -1 + 4 - 5 + 1 = -1
\]
- Tại \( x = \frac{5}{3} \):
\[
y\left(\frac{5}{3}\right) = -\left(\frac{5}{3}\right)^3 + 4\left(\frac{5}{3}\right)^2 - 5\left(\frac{5}{3}\right) + 1
\]
\[
= -\frac{125}{27} + \frac{100}{9} - \frac{25}{3} + 1
\]
\[
= -\frac{125}{27} + \frac{300}{27} - \frac{225}{27} + \frac{27}{27}
\]
\[
= \frac{-125 + 300 - 225 + 27}{27} = \frac{77}{27}
\]
5. Kết luận:
- Điểm cực đại \( x = \frac{5}{3} \) và giá trị cực đại \( y = \frac{77}{27} \)
- Điểm cực tiểu \( x = 1 \) và giá trị cực tiểu \( y = -1 \)
6. Tính \( a - b \):
\[
a = \frac{5}{3}, \quad b = -1
\]
\[
a - b = \frac{5}{3} - (-1) = \frac{5}{3} + 1 = \frac{5}{3} + \frac{3}{3} = \frac{8}{3}
\]
Đáp án đúng là:
\[
\boxed{\frac{8}{3}}
\]
Câu 5:
Để tìm số điểm cực trị của hàm số \( y = f(x) \) có đạo hàm \( f'(x) = (x^2 - 4)(3 - x)(x + 2) \), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm các nghiệm của đạo hàm \( f'(x) \):
\[
f'(x) = (x^2 - 4)(3 - x)(x + 2)
\]
Ta thấy rằng \( f'(x) = 0 \) khi:
\[
(x^2 - 4) = 0 \quad \text{hoặc} \quad (3 - x) = 0 \quad \text{hoặc} \quad (x + 2) = 0
\]
Giải các phương trình này:
\[
x^2 - 4 = 0 \implies x = \pm 2
\]
\[
3 - x = 0 \implies x = 3
\]
\[
x + 2 = 0 \implies x = -2
\]
Vậy các nghiệm của \( f'(x) \) là \( x = -2, 2, 3 \).
2. Xác định dấu của \( f'(x) \) trong các khoảng xác định:
Ta sẽ xét dấu của \( f'(x) \) trong các khoảng \( (-\infty, -2) \), \( (-2, 2) \), \( (2, 3) \), và \( (3, \infty) \).
- Khoảng \( (-\infty, -2) \):
Chọn \( x = -3 \):
\[
f'(-3) = ((-3)^2 - 4)(3 - (-3))((-3) + 2) = (9 - 4)(6)(-1) = 5 \cdot 6 \cdot (-1) = -30 \quad (\text{âm})
\]
- Khoảng \( (-2, 2) \):
Chọn \( x = 0 \):
\[
f'(0) = (0^2 - 4)(3 - 0)(0 + 2) = (-4)(3)(2) = -24 \quad (\text{âm})
\]
- Khoảng \( (2, 3) \):
Chọn \( x = 2.5 \):
\[
f'(2.5) = ((2.5)^2 - 4)(3 - 2.5)(2.5 + 2) = (6.25 - 4)(0.5)(4.5) = 2.25 \cdot 0.5 \cdot 4.5 = 5.0625 \quad (\text{dương})
\]
- Khoảng \( (3, \infty) \):
Chọn \( x = 4 \):
\[
f'(4) = (4^2 - 4)(3 - 4)(4 + 2) = (16 - 4)(-1)(6) = 12 \cdot (-1) \cdot 6 = -72 \quad (\text{âm})
\]
3. Xác định các điểm cực trị:
- Tại \( x = -2 \): \( f'(x) \) đổi dấu từ âm sang âm, không phải điểm cực trị.
- Tại \( x = 2 \): \( f'(x) \) đổi dấu từ âm sang dương, là điểm cực tiểu.
- Tại \( x = 3 \): \( f'(x) \) đổi dấu từ dương sang âm, là điểm cực đại.
Vậy hàm số \( y = f(x) \) có 2 điểm cực trị.
Đáp án: A. 2.
Câu 6:
Để xác định khoảng nghịch biến của hàm số \( f(x) = \log_{\frac{f_2}{2}}(4x - 3) \), chúng ta cần thực hiện các bước sau:
1. Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ):
Hàm số \( f(x) = \log_{\frac{f_2}{2}}(4x - 3) \) có nghĩa khi \( 4x - 3 > 0 \). Do đó:
\[
4x - 3 > 0 \implies x > \frac{3}{4}
\]
Vậy, tập xác định của hàm số là \( D = \left( \frac{3}{4}, +\infty \right) \).
2. Xác định tính chất của cơ số của logarit:
Cơ số của logarit là \( \frac{f_2}{2} \). Để hàm số \( f(x) \) nghịch biến, cơ số \( \frac{f_2}{2} \) phải nằm trong khoảng \( (0, 1) \). Điều này có nghĩa là:
\[
0 < \frac{f_2}{2} < 1 \implies 0 < f_2 < 2
\]
3. Xác định khoảng nghịch biến:
Với \( 0 < \frac{f_2}{2} < 1 \), hàm số \( f(x) = \log_{\frac{f_2}{2}}(4x - 3) \) sẽ nghịch biến trên toàn bộ miền xác định của nó, tức là trên khoảng \( \left( \frac{3}{4}, +\infty \right) \).
Do đó, hàm số \( f(x) = \log_{\frac{f_2}{2}}(4x - 3) \) nghịch biến trên khoảng \( \left( \frac{3}{4}, +\infty \right) \).
Vậy đáp án đúng là:
\[ B.~(1;+\infty) \]
Câu 7:
Để xác định khoảng đồng biến của hàm số $y = f(x)$, ta cần quan sát đồ thị và tìm khoảng mà đồ thị đi lên từ trái sang phải.
1. Khoảng $(-1;0)$:
- Trên khoảng này, đồ thị đi xuống từ $y = 1$ tại $x = -1$ đến $y = -3$ tại $x = 0$.
- Do đó, hàm số nghịch biến trên khoảng này.
2. Khoảng $(1;3)$:
- Trên khoảng này, đồ thị đi lên từ $y = -3$ tại $x = 1$ đến $y = 3$ tại $x = 3$.
- Do đó, hàm số đồng biến trên khoảng này.
3. Khoảng $(0;2)$:
- Trên khoảng này, đồ thị đi lên từ $y = -3$ tại $x = 0$ đến $y = 3$ tại $x = 2$.
- Do đó, hàm số đồng biến trên khoảng này.
4. Khoảng $(-3;-1)$:
- Trên khoảng này, đồ thị đi lên từ $y = -3$ tại $x = -3$ đến $y = 1$ tại $x = -1$.
- Do đó, hàm số đồng biến trên khoảng này.
Kết luận: Hàm số đồng biến trên các khoảng $(1;3)$, $(0;2)$ và $(-3;-1)$. Trong các đáp án đã cho, đáp án đúng là $B.~(1;3)$.
Câu 9:
Để xác định số điểm cực trị của hàm số \( y = f(x) \), ta cần xem xét bảng xét dấu của đạo hàm \( f'(x) \).
1. Xét dấu của \( f'(x) \):
- \( f'(x) > 0 \) trên các khoảng: \((- \infty, -3)\), \((-2, -1)\), \((0, 1)\), \((2, 3)\).
- \( f'(x) < 0 \) trên các khoảng: \((-3, -2)\), \((-1, 0)\), \((1, 2)\), \((3, +\infty)\).
2. Xác định các điểm cực trị:
- Tại \( x = -3 \): \( f'(x) \) đổi dấu từ dương sang âm, nên \( x = -3 \) là điểm cực đại.
- Tại \( x = -2 \): \( f'(x) \) đổi dấu từ âm sang dương, nên \( x = -2 \) là điểm cực tiểu.
- Tại \( x = -1 \): \( f'(x) \) đổi dấu từ dương sang âm, nên \( x = -1 \) là điểm cực đại.
- Tại \( x = 0 \): \( f'(x) \) đổi dấu từ âm sang dương, nên \( x = 0 \) là điểm cực tiểu.
- Tại \( x = 1 \): \( f'(x) \) đổi dấu từ dương sang âm, nên \( x = 1 \) là điểm cực đại.
- Tại \( x = 2 \): \( f'(x) \) đổi dấu từ âm sang dương, nên \( x = 2 \) là điểm cực tiểu.
- Tại \( x = 3 \): \( f'(x) \) đổi dấu từ dương sang âm, nên \( x = 3 \) là điểm cực đại.
3. Kết luận:
- Hàm số \( y = f(x) \) có 7 điểm cực trị.
Vậy đáp án đúng là C. 7.