Câu 15:
Để giải bài toán này, chúng ta cần tìm khoảng $(a; b)$ sao cho hàm số $y = f(x)$ nghịch biến trên khoảng đó và $b - a$ lớn nhất. Điều này có nghĩa là đạo hàm $f'(x)$ phải âm trên khoảng $(a; b)$.
Bước 1: Tìm các điểm tới hạn của $f'(x)$
Ta có:
\[ f'(x) = (x^2 - 4)(x^2 - 2x) \]
Đặt $f'(x) = 0$ để tìm các điểm tới hạn:
\[ (x^2 - 4)(x^2 - 2x) = 0 \]
Giải phương trình này:
\[ x^2 - 4 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x^2 - 2x = 0 \]
\[ x^2 = 4 \quad \text{hoặc} \quad x(x - 2) = 0 \]
\[ x = \pm 2 \quad \text{hoặc} \quad x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x = 2 \]
Vậy các điểm tới hạn là $x = -2$, $x = 0$, và $x = 2$.
Bước 2: Xác định dấu của $f'(x)$ trên các khoảng
Chúng ta sẽ kiểm tra dấu của $f'(x)$ trên các khoảng $(-\infty, -2)$, $(-2, 0)$, $(0, 2)$, và $(2, \infty)$.
- Trên khoảng $(-\infty, -2)$:
Chọn $x = -3$:
\[ f'(-3) = ((-3)^2 - 4)((-3)^2 - 2(-3)) = (9 - 4)(9 + 6) = 5 \cdot 15 = 75 > 0 \]
- Trên khoảng $(-2, 0)$:
Chọn $x = -1$:
\[ f'(-1) = ((-1)^2 - 4)((-1)^2 - 2(-1)) = (1 - 4)(1 + 2) = (-3) \cdot 3 = -9 < 0 \]
- Trên khoảng $(0, 2)$:
Chọn $x = 1$:
\[ f'(1) = (1^2 - 4)(1^2 - 2(1)) = (1 - 4)(1 - 2) = (-3) \cdot (-1) = 3 > 0 \]
- Trên khoảng $(2, \infty)$:
Chọn $x = 3$:
\[ f'(3) = (3^2 - 4)(3^2 - 2(3)) = (9 - 4)(9 - 6) = 5 \cdot 3 = 15 > 0 \]
Bước 3: Xác định khoảng $(a; b)$ sao cho $f'(x) < 0$
Từ các kết quả trên, ta thấy rằng $f'(x) < 0$ trên khoảng $(-2, 0)$.
Do đó, hàm số $y = f(x)$ nghịch biến trên khoảng $(-2, 0)$ và $b - a$ lớn nhất khi $a = -2$ và $b = 0$.
Vậy $a + b = -2 + 0 = -2$.
Đáp số: $a + b = -2$.
Câu 16:
Để tìm đường tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \( y = f(x) = \frac{x^2 - 2x + 2}{x - 1} \), ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tìm điều kiện xác định (ĐKXĐ)
Hàm số xác định khi mẫu số khác 0, tức là:
\[ x - 1 \neq 0 \]
Do đó, \( x \neq 1 \).
Bước 2: Tìm đường tiệm cận xiên
Đường tiệm cận xiên có dạng \( y = mx + n \). Để tìm \( m \) và \( n \), ta thực hiện phép chia đa thức:
Chia tử số \( x^2 - 2x + 2 \) cho mẫu số \( x - 1 \):
1. Lấy \( x^2 \) chia cho \( x \), được \( x \).
2. Nhân \( x \) với \( x - 1 \), được \( x^2 - x \).
3. Lấy \( x^2 - 2x + 2 \) trừ đi \( x^2 - x \), được \( -x + 2 \).
4. Lấy \( -x \) chia cho \( x \), được \(-1\).
5. Nhân \(-1\) với \( x - 1 \), được \(-x + 1\).
6. Lấy \(-x + 2\) trừ đi \(-x + 1\), được \(1\).
Kết quả của phép chia là:
\[ \frac{x^2 - 2x + 2}{x - 1} = x - 1 + \frac{1}{x - 1} \]
Khi \( x \to \infty \), \(\frac{1}{x - 1} \to 0\). Do đó, đường tiệm cận xiên là:
\[ y = x - 1 \]
Bước 3: Xác định \( m \) và \( n \)
Từ phương trình đường tiệm cận xiên \( y = x - 1 \), ta có:
- \( m = 1 \)
- \( n = -1 \)
Bước 4: Tính \( m + n \)
\[ m + n = 1 + (-1) = 0 \]
Vậy, giá trị của \( m + n \) là \( 0 \).
Câu 17:
Để giải bài toán này, ta cần phân tích đồ thị của hàm số \( y = \frac{x+a}{bx+c} \).
Bước 1: Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ)
Hàm số xác định khi mẫu số khác 0, tức là:
\[ bx + c \neq 0 \]
Do đó, \( x \neq -\frac{c}{b} \).
Bước 2: Xác định tiệm cận đứng
Tiệm cận đứng xảy ra khi mẫu số bằng 0, tức là:
\[ x = -\frac{c}{b} \]
Quan sát đồ thị, ta thấy có tiệm cận đứng tại \( x = 1 \). Do đó:
\[ -\frac{c}{b} = 1 \]
\[ c = -b \]
Bước 3: Xác định tiệm cận ngang
Tiệm cận ngang của hàm số là:
\[ y = \frac{1}{b} \]
Quan sát đồ thị, ta thấy có tiệm cận ngang tại \( y = 2 \). Do đó:
\[ \frac{1}{b} = 2 \]
\[ b = \frac{1}{2} \]
Bước 4: Tìm \( c \)
Từ \( c = -b \) và \( b = \frac{1}{2} \), ta có:
\[ c = -\frac{1}{2} \]
Bước 5: Tìm \( a \)
Đồ thị cắt trục tung tại điểm \( (0, -1) \). Thay vào hàm số:
\[ y = \frac{0 + a}{b \cdot 0 + c} = -1 \]
\[ \frac{a}{-\frac{1}{2}} = -1 \]
\[ a = \frac{1}{2} \]
Bước 6: Tính \( a - 3b - 2c \)
Thay các giá trị đã tìm được vào biểu thức:
\[ a - 3b - 2c = \frac{1}{2} - 3 \cdot \frac{1}{2} - 2 \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) \]
\[ = \frac{1}{2} - \frac{3}{2} + 1 \]
\[ = -1 + 1 \]
\[ = 0 \]
Vậy, \( a - 3b - 2c = 0 \).
Câu 18:
Giả sử giám đốc tăng giá phòng lên m lần 20 nghìn đồng, khi đó doanh thu của khách sạn là:
\[ (400 + 20m)(50 - 2m) = -40m^2 + 200m + 20\,000 \]
Xét hàm số \( f(m) = -40m^2 + 200m + 20\,000 \).
Tìm giá trị lớn nhất của hàm số này:
\[ f'(m) = -80m + 200 \]
\[ f'(m) = 0 \implies -80m + 200 = 0 \implies m = 2.5 \]
Thay \( m = 2.5 \) vào hàm số:
\[ f(2.5) = -40(2.5)^2 + 200(2.5) + 20\,000 = -40(6.25) + 500 + 20\,000 = -250 + 500 + 20\,000 = 20\,250 \]
Do đó, giá phòng mới để thu nhập lớn nhất là:
\[ 400 + 20 \times 2.5 = 400 + 50 = 450 \text{ nghìn đồng} \]
Vậy, giám đốc phải chọn giá phòng mới là 450 nghìn đồng để thu nhập của khách sạn trong ngày là lớn nhất.