Câu 14:
Để giải quyết bài toán này, ta cần phân tích bảng xét dấu của đạo hàm \( y' \) để xác định tính đơn điệu của hàm số \( y = f(x) \).
Phân tích bảng xét dấu:
1. Khoảng \((- \infty, -1)\): \( y' < 0 \) nên hàm số \( f(x) \) giảm.
2. Khoảng \((-1, 0)\): \( y' < 0 \) nên hàm số \( f(x) \) tiếp tục giảm.
3. Tại \( x = 0 \): \( y' = 0 \) là điểm dừng.
4. Khoảng \((0, 1)\): \( y' > 0 \) nên hàm số \( f(x) \) tăng.
5. Tại \( x = 1 \): \( y' = 0 \) là điểm dừng.
6. Khoảng \((1, +\infty)\): \( y' < 0 \) nên hàm số \( f(x) \) giảm.
Xác định các giá trị lớn nhất, nhỏ nhất:
- Mệnh đề A: \(\max_{[-1;1]}f(x)=f(0)\)
Trên đoạn \([-1, 1]\), hàm số giảm trên \([-1, 0]\) và tăng trên \([0, 1]\). Do đó, \( f(x) \) đạt giá trị nhỏ nhất tại \( x = -1 \) và giá trị lớn nhất tại \( x = 1 \). Mệnh đề này sai.
- Mệnh đề B: \(\max_{(0;+\infty)}f(x)=f(1)\)
Trên khoảng \((0, +\infty)\), hàm số tăng trên \((0, 1)\) và giảm trên \((1, +\infty)\). Do đó, \( f(x) \) đạt giá trị lớn nhất tại \( x = 1 \). Mệnh đề này đúng.
- Mệnh đề C: \(\min_{(-\infty;-1)}f(x)=f(-1)\)
Trên khoảng \((- \infty, -1)\), hàm số giảm, do đó không có giá trị nhỏ nhất tại \( x = -1 \). Mệnh đề này sai.
- Mệnh đề D: \(\min_{(-1;+\infty)}f(x)=f(0)\)
Trên khoảng \((-1, +\infty)\), hàm số giảm trên \((-1, 0)\), tăng trên \((0, 1)\), và giảm trên \((1, +\infty)\). Do đó, \( f(x) \) đạt giá trị nhỏ nhất tại \( x = 0 \). Mệnh đề này đúng.
Kết luận:
Mệnh đề đúng là B và D.
Câu 15:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( f(x) = x^3 - 21x \) trên đoạn \([2; 19]\), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
f'(x) = 3x^2 - 21
\]
2. Giải phương trình \( f'(x) = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
3x^2 - 21 = 0 \implies 3x^2 = 21 \implies x^2 = 7 \implies x = \pm \sqrt{7}
\]
Vì \( x \) nằm trong đoạn \([2; 19]\), nên chỉ lấy \( x = \sqrt{7} \).
3. Tính giá trị của hàm số tại các điểm tới hạn và tại các đầu mút của đoạn:
- Tại \( x = 2 \):
\[
f(2) = 2^3 - 21 \cdot 2 = 8 - 42 = -34
\]
- Tại \( x = \sqrt{7} \):
\[
f(\sqrt{7}) = (\sqrt{7})^3 - 21 \cdot \sqrt{7} = 7\sqrt{7} - 21\sqrt{7} = -14\sqrt{7}
\]
- Tại \( x = 19 \):
\[
f(19) = 19^3 - 21 \cdot 19 = 6859 - 399 = 6460
\]
4. So sánh các giá trị đã tính để tìm giá trị nhỏ nhất:
- \( f(2) = -34 \)
- \( f(\sqrt{7}) = -14\sqrt{7} \approx -36.5 \)
- \( f(19) = 6460 \)
Trong các giá trị này, giá trị nhỏ nhất là \( -14\sqrt{7} \).
Vậy giá trị nhỏ nhất của hàm số \( f(x) = x^3 - 21x \) trên đoạn \([2; 19]\) là:
\[
\boxed{-14\sqrt{7}}
\]
Câu 16:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( f(x) = x^3 - 33x \) trên đoạn \([2, 19]\), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
f'(x) = 3x^2 - 33
\]
2. Giải phương trình \( f'(x) = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
3x^2 - 33 = 0 \implies x^2 = 11 \implies x = \pm \sqrt{11}
\]
Vì \( x \) nằm trong đoạn \([2, 19]\), nên chỉ lấy \( x = \sqrt{11} \).
3. Tính giá trị của hàm số tại các điểm tới hạn và tại các đầu mút của đoạn:
- Tại \( x = 2 \):
\[
f(2) = 2^3 - 33 \cdot 2 = 8 - 66 = -58
\]
- Tại \( x = \sqrt{11} \):
\[
f(\sqrt{11}) = (\sqrt{11})^3 - 33 \cdot \sqrt{11} = 11\sqrt{11} - 33\sqrt{11} = -22\sqrt{11}
\]
- Tại \( x = 19 \):
\[
f(19) = 19^3 - 33 \cdot 19 = 6859 - 627 = 6232
\]
4. So sánh các giá trị đã tính để tìm giá trị nhỏ nhất:
- \( f(2) = -58 \)
- \( f(\sqrt{11}) = -22\sqrt{11} \approx -72.6 \)
- \( f(19) = 6232 \)
Trong các giá trị này, giá trị nhỏ nhất là \( -22\sqrt{11} \).
Vậy giá trị nhỏ nhất của hàm số \( f(x) = x^3 - 33x \) trên đoạn \([2, 19]\) là:
\[
\boxed{-22\sqrt{11}}
\]
Câu 17:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( f(x) = x^4 - 12x^2 - 4 \) trên đoạn \([0; 9]\), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
f'(x) = 4x^3 - 24x
\]
2. Giải phương trình \( f'(x) = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
4x^3 - 24x = 0
\]
\[
4x(x^2 - 6) = 0
\]
\[
x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x^2 - 6 = 0
\]
\[
x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x = \sqrt{6} \quad \text{hoặc} \quad x = -\sqrt{6}
\]
3. Lọc các điểm tới hạn trong khoảng \([0; 9]\):
Các điểm tới hạn trong khoảng này là:
\[
x = 0 \quad \text{và} \quad x = \sqrt{6}
\]
4. Tính giá trị của hàm số tại các điểm tới hạn và tại các đầu mút của đoạn:
- Tại \( x = 0 \):
\[
f(0) = 0^4 - 12 \cdot 0^2 - 4 = -4
\]
- Tại \( x = \sqrt{6} \):
\[
f(\sqrt{6}) = (\sqrt{6})^4 - 12(\sqrt{6})^2 - 4 = 36 - 72 - 4 = -40
\]
- Tại \( x = 9 \):
\[
f(9) = 9^4 - 12 \cdot 9^2 - 4 = 6561 - 972 - 4 = 5585
\]
5. So sánh các giá trị đã tính để tìm giá trị nhỏ nhất:
\[
f(0) = -4, \quad f(\sqrt{6}) = -40, \quad f(9) = 5585
\]
Giá trị nhỏ nhất của hàm số trên đoạn \([0; 9]\) là \(-40\).
Đáp án: B. -40.
Câu 18:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( f(x) = x^4 - 10x^2 - 2 \) trên đoạn \([0; 9]\), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
f'(x) = \frac{d}{dx}(x^4 - 10x^2 - 2) = 4x^3 - 20x
\]
2. Giải phương trình \( f'(x) = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
4x^3 - 20x = 0
\]
\[
4x(x^2 - 5) = 0
\]
\[
x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x^2 - 5 = 0
\]
\[
x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x = \sqrt{5} \quad \text{hoặc} \quad x = -\sqrt{5}
\]
3. Lọc các điểm tới hạn trong khoảng \([0; 9]\):
Các điểm tới hạn trong khoảng này là:
\[
x = 0 \quad \text{và} \quad x = \sqrt{5}
\]
4. Tính giá trị của hàm số tại các điểm tới hạn và tại các đầu mút của đoạn:
- Tại \( x = 0 \):
\[
f(0) = 0^4 - 10 \cdot 0^2 - 2 = -2
\]
- Tại \( x = \sqrt{5} \):
\[
f(\sqrt{5}) = (\sqrt{5})^4 - 10(\sqrt{5})^2 - 2 = 25 - 50 - 2 = -27
\]
- Tại \( x = 9 \):
\[
f(9) = 9^4 - 10 \cdot 9^2 - 2 = 6561 - 810 - 2 = 5749
\]
5. So sánh các giá trị để tìm giá trị nhỏ nhất:
\[
f(0) = -2, \quad f(\sqrt{5}) = -27, \quad f(9) = 5749
\]
Giá trị nhỏ nhất trong các giá trị này là \(-27\).
Vậy giá trị nhỏ nhất của hàm số \( f(x) = x^4 - 10x^2 - 2 \) trên đoạn \([0; 9]\) là \(-27\).