Có bao nhiêu giá trị m nguyên để hàm số y = x^3 3x 2 3 m 2 1 x đồng biến trên khoảng (1;2)

Các kiến thức về hàm số nói chung hay hàm số đồng biến trên r nói riêng là một trong các nền tảng cơ bản trong toán học. Vì thế mà, trong bài viết này, Monkey sẽ tập trung giải đáp các câu hỏi như: “Hàm số là gì?”,  “Hàm số đồng biến trên r khi nào?”, “Hàm số nghịch biến trên r khi nào?”...

Hàm số là gì?

Giả sử X và Y' là hai tập hợp tùy ý. Nếu có một quy tắc ƒ cho tương ứng mỗi x ∈ X với một và chỉ một y ∈ Y thì ta nói rằng ƒ là một hàm từ X vào Y, kí hiệu:

ƒ : X → Y 

X → ƒ[x]

Nếu X, Y là các tập hợp số thì ƒ được gọi là một hàm số. Trong chương trình Toán 9 chúng ta chỉ xét các hàm số thực của các biến số thực, nghĩa là X ⊂ R và Y ⊂ R. X được gọi là tập xác định [hay miền xác định] của hàm số ƒ. Tập xác định thường được kí hiệu là D.

Số thực x ∈ X được gọi là biến số độc lập [gọi tắt là biến số hay đối số]. Số thực y = ƒ[x] ∈ Y được gọi là giá trị của hàm số f tại điểm x. Tập hợp tất cả các giá trị của ƒ[x] khi x lấy mọi số thực thuộc tập hợp X gọi là tập giá trị [hay miền giá trị] của hàm số ƒ.

Ta cũng có thể định nghĩa hàm số như sau: Nếu đại lượng y phụ thuộc vào đại lượng thay đổi x sao cho: Với mỗi giá trị của x ta luôn xác định được chỉ một giá trị tương ứng của y thì y được gọi là hàm số của x và x được gọi là biến số.

Khi x thay đổi mà y luôn nhận một giá trị thì y được gọi là hàm hằng. Chẳng hạn, y = 3 là một hàm hằng.

Kí hiệu: Khi y là hàm số của x, ta có thể kí hiệu là y = ƒ[x], hoặc y = g[x] hoặc y = h[x],...

Tập xác định của hàm số y = ƒ[x] là tập con của R bao gồm các giá trị sao cho biểu thức ƒ[x] xác định.

Định lí về tính đồng biến nghịch biến của hàm số

Cho hàm số y = f[x] có đạo hàm trên khoảng [a;b]. Khi đó hàm số sẽ đồng biến và nghịch biến với:

- Hàm số y = f[x] đồng biến trên khoảng [a;b] khi và chỉ khi f’[x] ≥ 0 với mọi giá trị x thuộc khoảng [a;b]. Dấu bằng xảy ra tại hữu hạn điểm.

- Hàm số y = f[x] nghịch biến trên khoảng [a;b] khi và chỉ khi f’[x] ≤ 0 với mọi giá trị x thuộc khoảng [a;b]. Dấu bằng xảy ra tại hữu hạn điểm.

Khi nào hàm số đồng biến trên r? hàm số nghịch biến trên r khi nào?

Trước tiên chúng ta cần biết rằng điều kiện để hàm số đồng biến trên r, điều kiện trước tiên là hàm số phải xác định trên R đã.

Giả sử hàm số y=f[x] xác định và liên tục và có đạo hàm trên R. Khi đó hàm số y=f[x] đơn điệu trên R khi và chỉ khi thỏa mãn hai điều kiện sau:

  • Hàm số y=f[x] xác định trên R.

  • Hàm số y=f[x] có đạo hàm không đổi dấu trên R.

Ở điều kiện thứ 2 để hàm số đồng biến trên r chúng ta cần chú ý là y’ có thể bằng 0 nhưng chỉ được bằng 0 tại hữu hạn điểm [hoặc số điểm mà đạo hàm bằng 0 là tập đếm được].

Một số trường hợp cụ thể chúng ta cần phải nhớ về điều kiện hàm số luôn đồng biến trên r, như sau:

Hàm số đa thức bậc 1

Hàm số đa thức bậc 3

Lưu ý: Hàm số đa thức bậc chẵn không thể đơn điệu trên R được, ví dụ như: Hàm số bậc 2, 4,...

Các bài viết không thể bỏ lỡ

Monkey Math - Ứng dụng học toán tiếng Anh chỉ với 2K/Ngày

Tổng hợp các dạng bài tập hàm số liên tục từ cơ bản đến nâng cao

Cực trị của hàm số: Lý thuyết, các dạng bài tập và cách giải chi tiết

Các dạng bài tập ứng dụng hàm số đồng biến nghịch biến trên r thường gặp

Dưới đây là tổng hợp một số dạng bài tập liên quan tới điều kiện hàm số đồng biến trên r để các em áp dụng và thực hành:

Dạng 1: Tìm khoảng đồng biến – nghịch biến của hàm số

Cho hàm số y = f[x]

  • f’[x] > 0 ở đâu thì hàm số đồng biến ở đấy.

  • f’[x] < 0 ở đâu thì hàm số nghịch biến ở đấy.

Quy tắc:

  • Tính f’[x], giải phương trình f’[x] = 0 tìm nghiệm.

  • Lập bảng xét dấu f’[x]

  • Dựa vào bảng xét dấu và kết luận.

Ví dụ: Cho hàm số f[x] = -2x3 + 3x2 – 3x và 0 ≤ a < b. Khẳng định nào sau đây sai?

A. Hàm số nghịch biến trên ℝ

B. f [a] > f [b]

C. f [b] < 0

D. f [a] < f [b]

Hướng dẫn giải: Chọn đáp án D.

Ta có: f’[x] = -6x2 + 6x – 3 < 0, ∀ x ∊ ℝ

⇒ Hàm số nghịch biến trên ℝ.

0 ≤ a < b ⇒ f [0] ≥ f [a] > f [b]

Dạng 2: Tìm điều kiện của tham số m

Kiến thức chung

  • Để hàm số đồng biến trên khoảng [a;b] thì f’[x] ≥ 0, ∀ x ∊ [a;b].

  • Để hàm số nghịch biến trên khoảng [a;b] thì f’[x] ≤ 0, ∀ x ∊ [a;b].

Chú ý: Cho hàm số y = ax^3 + bx^2 + cx + d

  • Khi a > 0 để hàm số nghịch biến trên một đoạn có độ dài bằng k ⇔ y’ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 sao cho |x1 – x2| = k

  • Khi a < 0 để hàm số đồng biến trên một đoạn có độ dài bằng k ⇔ y’ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2  sao cho |x1 – x2| = k

Ví dụ: Hàm số y = x3 – 3x2 + [m – 2] x + 1  luôn đồng biến khi:

Hướng dẫn giải: Chọn đáp án A.

Ta có: y’ = 3x2 – 6x + m – 2

Hàm số đồng biến trên ℝ khi và chỉ khi y’ = 3x2 – 6x + m – 2 ≥ 0, ∀ x ∊ ℝ

⇔ ∆’ ≤ 0 ⇔ 15 – 3m ≤ 0 ⇔ m ≥ 5

Dạng 3: Xét tính đơn điêu hàm số trùng phương

  • Bước 1: Tìm tập xác định

  • Bước 2: Tính đạo hàm f’[x] = 0. Tìm các điểm xi [i= 1, 2,… n] mà tại đó đạo hàm bằng 0 hoặc không xác định.

  • Bước 3: Sắp xếp các điểm xi theo thứ tự tăng dần và lập bảng biến thiên.

  • Bước 4: Nêu kết luận về các khoảng đồng biến, nghịch biến của hàm số.

Ví dụ: Xét tính đơn điệu của mỗi hàm số sau: y = -x4 + x2 – 2

Hàm số xác định với mọi x ∊ ℝ

y’ = -4x3 + 2x = 2x [-2x2 + 1]

Cho y’ = 0 ⇒ x = 0 hoặc x = -√2/2 hoặc x = √2/2

Bảng biến thiên:

Các bài tập mẫu khác

Ví dụ 1: Cho hàm số y=x³+2[m-1]x²+3x-2. Tìm m để hàm đã cho đồng biến trên R.

Hướng dẫn giải: 

Để y=x³+2[m-1]x²+3x-2  đồng biến trên R thì [m-1]²-3.3≤0⇔-3≤m-1≤3⇔-2≤m≤4.

Các bạn cần lưu ý với hàm đa thức bậc 3 có chứa tham số ở hệ số bậc cao nhất thì chúng ta cần xét trường hợp hàm số suy biến.

Ví dụ 2: Cho hàm số y=mx³-mx²-[m+4]x+2. Xác định m để hàm số đã cho nghịch biến trên R.

Hướng dẫn giải: 

Ta xét trường hợp hàm số suy biến. Khi m=0, hàm số trở thành y=-x+2. Đây là hàm bậc nhất nghịch biến trên R. Vậy m=0 thỏa mãn yêu cầu bài toán.

Với m≠0, hàm số là hàm đa thức bậc 3. Do đó hàm số nghịch biến trên R khi và chỉ khi m

Chủ Đề