Để giải quyết các câu hỏi liên quan đến hàm số \( y = x + \frac{1}{x} \), ta cần thực hiện các bước sau:
Điều kiện xác định (ĐKXĐ)
Hàm số xác định khi \( x \neq 0 \).
Tính đạo hàm
Tính đạo hàm của hàm số:
\[ y' = 1 - \frac{1}{x^2} \]
Tìm cực trị
Giải phương trình \( y' = 0 \):
\[ 1 - \frac{1}{x^2} = 0 \]
\[ \frac{1}{x^2} = 1 \]
\[ x^2 = 1 \]
\[ x = \pm 1 \]
Tính giá trị của hàm số tại các điểm này:
- \( x = 1 \): \( y = 1 + \frac{1}{1} = 2 \)
- \( x = -1 \): \( y = -1 + \frac{1}{-1} = -2 \)
Xét các khoảng
- Khi \( x > 1 \), \( y' > 0 \) nên hàm số đồng biến.
- Khi \( 0 < x < 1 \), \( y' < 0 \) nên hàm số nghịch biến.
- Khi \( x < -1 \), \( y' > 0 \) nên hàm số đồng biến.
- Khi \( -1 < x < 0 \), \( y' < 0 \) nên hàm số nghịch biến.
Kết luận từng câu
a) \(\min_{[0,2]} y = 2\)
- Trên khoảng \([0, 2]\), hàm số không xác định tại \(x = 0\).
- Tại \(x = 1\), \(y = 2\).
- Tại \(x = 2\), \(y = 2.5\).
Vậy \(\min_{[0,2]} y = 2\) là đúng.
b) Hàm số không có GTLN và GTNN.
- Trên toàn bộ miền xác định, hàm số không bị chặn trên và dưới.
- Do đó, hàm số không có GTLN và GTNN là đúng.
c) Hàm số có GTLN bằng -2 và GTNN bằng 2.
- GTNN là -2 tại \(x = -1\).
- GTLN là 2 tại \(x = 1\).
Vậy câu này là sai.
d) \(\min_{[0,2]} y + \max_{[-2,0]} y = 0\)
- \(\min_{[0,2]} y = 2\).
- Trên khoảng \([-2, 0]\), hàm số không xác định tại \(x = 0\).
- Tại \(x = -2\), \(y = -2.5\).
- Tại \(x = -1\), \(y = -2\).
Vậy \(\max_{[-2,0]} y = -2\).
Tổng: \(2 + (-2) = 0\).
Vậy câu này là đúng.
Tổng kết
- a) Đúng
- b) Đúng
- c) Sai
- d) Đúng
Câu 24:
Để tìm giá trị lớn nhất (GTLN) và giá trị nhỏ nhất (GTNN) của hàm số \( y = x - 5 + \frac{1}{x} \) trên khoảng \( (0; +\infty) \), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
y' = 1 - \frac{1}{x^2}
\]
2. Giải phương trình \( y' = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
1 - \frac{1}{x^2} = 0 \implies \frac{1}{x^2} = 1 \implies x^2 = 1 \implies x = 1 \quad (\text{vì } x > 0)
\]
3. Xét dấu của đạo hàm \( y' \) trên khoảng \( (0; +\infty) \):
- Khi \( 0 < x < 1 \):
\[
y' = 1 - \frac{1}{x^2} < 0 \quad (\text{vì } \frac{1}{x^2} > 1)
\]
- Khi \( x > 1 \):
\[
y' = 1 - \frac{1}{x^2} > 0 \quad (\text{vì } \frac{1}{x^2} < 1)
\]
Từ đó suy ra hàm số giảm trên khoảng \( (0; 1) \) và tăng trên khoảng \( (1; +\infty) \).
4. Tính giá trị của hàm số tại điểm tới hạn \( x = 1 \):
\[
y(1) = 1 - 5 + \frac{1}{1} = 1 - 5 + 1 = -3
\]
5. Xác định GTNN và GTLN:
- Hàm số đạt GTNN tại \( x = 1 \) với giá trị \( y(1) = -3 \).
- Hàm số không có GTLN vì khi \( x \to +\infty \), \( y \to +\infty \).
Vậy, giá trị nhỏ nhất của hàm số là \( m = -3 \).
Đáp án đúng là:
\[ b)~m=-3. \]
Câu 25:
Để tìm giá trị lớn nhất (GTLN) và giá trị nhỏ nhất (GTNN) của hàm số \( y = x + \frac{1}{x} \) trên khoảng \( (0; +\infty) \), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
y = x + \frac{1}{x}
\]
Đạo hàm \( y \) theo \( x \):
\[
y' = 1 - \frac{1}{x^2}
\]
2. Giải phương trình \( y' = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
1 - \frac{1}{x^2} = 0
\]
\[
1 = \frac{1}{x^2}
\]
\[
x^2 = 1
\]
\[
x = 1 \quad (\text{vì } x > 0)
\]
3. Xét dấu của đạo hàm \( y' \) để xác định tính đơn điệu của hàm số:
- Khi \( x < 1 \):
\[
y' = 1 - \frac{1}{x^2} < 0 \quad (\text{vì } \frac{1}{x^2} > 1)
\]
Hàm số giảm.
- Khi \( x > 1 \):
\[
y' = 1 - \frac{1}{x^2} > 0 \quad (\text{vì } \frac{1}{x^2} < 1)
\]
Hàm số tăng.
4. Xác định giá trị nhỏ nhất (GTNN) của hàm số:
- Tại \( x = 1 \):
\[
y(1) = 1 + \frac{1}{1} = 2
\]
- Vì hàm số giảm trên khoảng \( (0, 1) \) và tăng trên khoảng \( (1, +\infty) \), nên \( x = 1 \) là điểm cực tiểu toàn cục.
Do đó, hàm số \( y = x + \frac{1}{x} \) đạt giá trị nhỏ nhất (GTNN) bằng 2 tại \( x = 1 \).
Đáp án đúng là:
b) Hàm số đạt GTNN bằng 2 trên khoảng \( (0; +\infty) \).
Câu 26:
Để giải quyết bài toán này, ta cần phân tích bảng biến thiên của hàm số \( y = f(x) \) trên khoảng \((-4; 4)\).
Phân tích bảng biến thiên:
1. Khoảng \((-4; -2)\):
- \( y' > 0 \) nên hàm số đồng biến.
- \( y \) tăng từ \(-10\) đến \(0\).
2. Tại \( x = -2 \):
- \( y' = 0 \), hàm số đạt cực đại \( y = 0 \).
3. Khoảng \((-2; 0)\):
- \( y' < 0 \) nên hàm số nghịch biến.
- \( y \) giảm từ \(0\) đến \(-4\).
4. Tại \( x = 0 \):
- \( y' = 0 \), hàm số đạt cực tiểu \( y = -4 \).
5. Khoảng \((0; 4)\):
- \( y' > 0 \) nên hàm số đồng biến.
- \( y \) tăng từ \(-4\) đến \(10\).
6. Tại \( x = 4 \):
- \( y \) đạt giá trị \(10\).
Kết luận:
- Giá trị lớn nhất của hàm số trên \((-4; 4)\) là \(10\), đạt được khi \( x = 4 \).
- Giá trị nhỏ nhất của hàm số trên \((-4; 4)\) là \(-10\), đạt được khi \( x \to -4^+\).
Vậy đáp án đúng là c) \(\max y = 10\) và \(\min y = -10\).