1. Khái niệm: Giả sử K là một khoảng, một đoạn hoặc một nửa khoảng và f là hàm số xác định trên K. Khi đó:
2. Định lý:
Giả sử hàm y=f(x) có đạo hàm trên K.
Nếu f′(x)≥0(f′(x)≤0),∀x∈K và f′(x)=0 chỉ tại một số hữu hạn điểm của K thì hàm số đồng biến (nghịch biến) trên K.
Ví dụ: Tìm khoảng đơn điệu của hàm số y=2x3+6x2+6x+7
Giải.
Hàm số đã cho xác định với mọi x∈R
Ta có y′=6x2+12x+6=6(x+1)2≥0,∀x∈R và y′=0⇔x=1
Nên theo định lý mở rộng thì hàm số đồng biến trên R.
Ta có hàm số y=f(x) đồng biến trên (a;b) khi và chỉ khi f′(x)≥0∀x∈(a;b) , trong đó f′(x)=0 tại hữu hạn điểm thuộc (a;b).
Dựa vào giả thiết ta có f′(x)≥0,∀x∈(1;4) và f′(x)=0 chỉ tại duy nhất x=2.
Nên hàm số đồng biến trên (1;4).
Vì f′(x)>0,∀x∈R nên y=f(x)=ax+b(a>0) đồng biến trên R, liên tục trên R và không có cực trị
Hàm số đơn điệu trên K có thể đồng biến, hoặc nghịch biến trên K nên “f′(x) không đổi dấu trên K” là khẳng định luôn đúng.
Từ định nghĩa ta thấy đáp án là (III)
Do y′<0 trên các khoảng (−∞;a),(b;c) nên đó là các khoảng nghịch biến của hàm số y=f(x)
y=f(x),y=g(x) đồng biến trên khoảng (a;b) ⇒f′(x),g′(x)≥0∀x∈(a;b)
⇒I,III,IV đúng.
(f(x)g(x))′=f′(x)g(x)+g′(x)f(x) dấu của nó còn phụ thuộc vào f(x) và g(x) nên chưa thể khẳng định y=f(x).g(x) đồng biến trên khoảng (a;b) .
Vì f′(x)=x2≥0,∀x∈R⇒ Hàm số luôn đồng biến trên R.
Hàm số f không đổi trên K thì f′(x)=0,∀x∈K .
f(x) liên tục trên [a;b] và f′(x)<0 với mọi x∈(a;b)
y=f(x) nghịch biến trên K ⇒f′(x)≤0∀x∈K hay hệ số góc của tiếp tuyến tại mọi điểm của (C) luôn bé hơn hoặc bằng không.
Ta có y′=(6x3+3x+1)′=18x2+3>0⇒ đồ thị hàm số đồng biến trên R
Nếu f′(x)=0,∀x∈(a;b) thì f là hàm hằng trên (a;b)
(f(x)g(x))′=f′(x)g(x)+g′(x)f(x)>0⇒ f(x)g(x) đồng biến trên (a;b).
Ta có f′(x)≥0,∀x∈K và f′(x)=0 tại hữu hạn điểm thì hàm số f đồng biến trên K.
Cho hàm số y=f(x) có đạo hàm f′(x)=x2+1, ∀x∈R. Mệnh đề nào dưới đây đúng ?
Do đóf′(x)=x2+1>0,∀x∈R nên hàm số y=f(x) đồng biến trên (−∞;+∞)
Cho hàm số y=f(x) xác định trên đoạn [a;b]. Điều kiện đủ để hàm số nghịch biến trên đoạn [a;b] là
Điều kiện đủ để hàm số nghịch biến trên đoạn [a;b] là hàm số f(x) liên tục trên [a;b] và f′(x)<0 với mọi x∈(a;b)
Vì hàm số có y′≥0 trên [a,b] và y′=0 chỉ tại điểm x0 nên hàm số đồng biến trên [a,b] do đó giá trị lớn nhất của hàm số trên [a,b] là f(b)