Bài toán 1: Tìm tham số m để hàm số y=ax3+bx2+cx+d đơn điệu trên R.
Phương pháp giải
Bước 1: Tính đạo hàm y′=3ax2+2bx+c .
Bước 2: Xét dấu y′ (khi a≠0).
Hàm số đồng biến trên ⇔y′≥0,∀x∈⇔{ay′>0Δy′≤0m.
Hàm số nghịch biến trên ⇔y′≤0,∀x∈⇔{ay′<0Δy′≤0m.
Chú ý: khi hệ số achứa tham số thì cần xét thêm trường hợpa=0.
Bài toán 2: Tìm tham số m để hàm sốy=ax+bcx+d (c≠0,ad−bc≠0) đơn điệu trên mỗi khoảng xác định.
Phương pháp giải:
Tập xác định: D=R∖{−dc}.
Đạo hàm: y′=ad−bc(cx+d)2 .
Điều kiện đơn điệu:
Hàm số đồng biến trên từng khoảng xác định⇔y′>0,∀x∈D⇔ad−bc>0→m.
Hàm số nghịch biến trên từng khoảng xác định⇔y′<0,∀x∈D⇔ad−bc<0→m.
Bài toán 3: Tìm tham số m để hàm số đa thức đơn điệu trên tập K (với K là khoảng, đoạn hoặc nửa khoảng).
Phương pháp giải:
Bước 1: Tìm đạo hàm của hàm y′=f′(x).
Bước 2: Sử dụng điều kiện đơn điệu:
- Hàm số đồng biến trên K⇔y′≥0,∀x∈K.
- Hàm số nghịch biến trên K⇔y′≤0,∀x∈K.
Bước 3: Tìm tham số m
Loại 1: (nếu cô lập được m)
+ Biến đổi theo dạng h(m)≥g(x),∀x∈K (hoặc h(m)≤g(x),∀x∈K).
+ Lập bảng biến thiên của hàm số g(x) với mọi x∈K.
+ Dựa vào bảng biến thiên và kết luận điều kiện cho tham số m.
+ Chú ý: với các hàm đa thức việc xét đồng biến trên khoảng (a;b)⇔ xét đồng biến trên khoảng [a;b].
Loại 2: Không cô lập được tham số m; nhưng y′=0 có nghiệm đẹp
+ Tìm trực tiếp nghiệm của phương trình y′=0
+ Áp dụng điều kiện nghiệm của đề bài cho nghiệm của y′.
Loại 3: Không cô lập được tham số m vày′=0 không có nghiệm đẹp
+ Sử dụng trực tiếp cách xét dấu tam thức bậc 2 để xử lý
Do y′<0 trên các khoảng (−∞;−1),(−1;+∞) nên hàm số cũng nghịch biến trên các khoảng đó.
Ta có y′=−x2+2(m−2)x−m
Hàm số nghịch biến trên tập xác định khi và chỉ khi y′≤0,∀x∈R⇔−x2+2(m−2)x−m≤0,∀x∈R
⇔Δ′≤0⇔(m−2)2−m≤0⇔m2−5m+4≤0⇔1≤m≤4 .
TXĐ: D=(−∞;−m)∪(−m;+∞) ; y′=m(m−2)−m(x+m)2=m2−3m(x+m)2
y đồng biến trên mỗi khoảng xác định ⇔y′>0⇔m2−3m>0⇔[m>3m<0
Ta có y′=ad−bc(cx+d)2⇒ Dấu của y′ sẽ phụ thuộc vào ad−bc⇒ Hàm số luôn đơn điệu trên các khoảng của tập xác định
Ta có y′=x2+2mx
Hàm số đồng biến trên R ⇔y′≥0,∀x∈R⇔x2+2mx≥0,∀x∈R⇔Δ′≤0⇔m2≤0⇔m=0 .
Ta có y′=x2+2mx−m
Hàm số đồng biến trên R⇔y′≥0,∀x∈R⇔x2+2mx−m≥0,∀x∈R⇔Δ′≤0⇔m2+m≤0 ⇔−1≤m≤0 .
Hàm y=−m2x3+m loại ngay vì với m=0 thì y=0 .
Hàm y=−m2x3+mx2−3x+1 có y′=−3m2x2+2mx−3=−(mx√3−1√3)2−83<0,∀x∈R⇒y nghịch biến trên R với ∀m∈R .
Hàm y=−mx+1x+m loại ngay vì TXĐ của hàm số y=−mx+1x+m là R∖{−m} không phải R .
Hàm y=x3−2mx+1 có y′=3x2−2m , ta chưa thể khẳng định được với ∀m∈R thì y′≤0,∀x∈R⇒ Loại.
Yêu cầu bài toán
⇔y′=x2+2mx+4⩾0,∀x∈R⇔{a=1>0Δ′=m2−4⩽0⇔m2⩽4⇔−2⩽m⩽2
Yêu cầu bài toán
⇔y′=−x2+2mx−4⩽0,∀x∈R⇔{a=−1<0Δ′=m2−4⩽0⇔m2⩽4⇔−2⩽m⩽2.
TXĐ: (−∞;1)∪(1;+∞);f′(x)=m−1(x−1)2 .
f(x) nghịch biến trên từng khoảng xác định ⇔y′<0⇔m−1<0⇔m<1 .
TXĐ: D=R∖{3}
Ta có y′=−10(x−3)2<0∀x∈D⇒Hàm số luôn nghịch biến trên các khoảng xác định.
Theo định nghĩa hàm số đồng biến SGK lớp 10.
y′=−3x2+m;y′≤0∀x⇔m≤0
Xem thêm các bài tiếp theo bên dưới