Định lý mở rộng về tính đơn điệu

Định lý mở rộng về tính đơn điệu

4.8/5

Tác giả: Thầy Tùng

Đăng ngày: 11 Aug 2022

Lưu về Facebook:
Hình minh họa Định lý mở rộng về tính đơn điệu

Lý thuyết về Định lý mở rộng về tính đơn điệu

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:

  • Hàm số $f$ gọi là đồng biến (hay tăng) trên $K$ nếu  $\forall {x_1},{x_2} \in K,{x_1} < {x_2} \Rightarrow f\left( {{x_1}} \right) < f\left( {{x_2}} \right)$.
  • Hàm số $f$ gọi là nghịch biến (hay giảm) trên $K$ nếu $\forall {x_1},{x_2} \in K,{x_1} < {x_2} \Rightarrow f\left( {{x_1}} \right) > f\left( {{x_2}} \right)$.

2. Định lý:

Giả sử hàm $y=f\left( x \right)$ có đạo hàm trên K.

Nếu $f'\left( x \right)\ge 0\,\,\left(f'\left( x \right)\le 0 \right),\forall x\in K$ và $f'\left( x \right)=0$ 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 $y=2x^3+6x^2+6x+7$

Giải.

Hàm số đã cho xác định với mọi $x\in \mathbb{R}$

Ta có $y'=6{{x}^{2}}+12x+6=6{{\left( x+1 \right)}^{2}}\ge 0,\forall x\in \mathbb{R}$ và $y'=0\Leftrightarrow x=1$

Nên theo định lý mở rộng thì hàm số đồng biến trên $\mathbb{R}$.

Bài tập tự luyện có đáp án

Câu 1: Chọn mệnh đề đúng trong các mệnh đề sau?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Ta có hàm số $ y=f\left( x \right) $ đồng biến trên $ \left( a;b \right) $ khi và chỉ khi $ {f}'\left( x \right)\ge 0\,\,\forall x\in \left( a;b \right) $ , trong đó $ {f}'\left( x \right)=0 $ tại hữu hạn điểm thuộc $ \left( a;b \right). $

Câu 2: Cho hàm số \[y=f(x)\] có đạo hàm \[f'(x)>0\] trên khoảng \[\left( 1;2 \right)\]\[\left( 2;4 \right)\],\[f'(2)=0\]. Khẳng định nào sau đây là khẳng định đúng?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Dựa vào giả thiết ta có \[f'(x)\ge 0,\forall x\in \left( 1;4 \right)\]\[f'(x)=0\] chỉ tại duy nhất \[x=2\].

Nên hàm số đồng biến trên $(1;4)$.

Câu 3: Cho hàm số $y=f\left( x \right)$ có đạo hàm trên \(R\) là một hằng số dương . Khi đó khẳng định nào sau đây là sai:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

$f'\left( x \right)>0,\forall x\in R$ nên $y=f\left( x \right)=ax+b (a>0)$ đồng biến trên $R$, liên tục trên R và không có cực trị

Câu 4: Cho hàm số $y=f\left( x \right)$ là hàm số đơn điệu trên $K$ . Khẳng định nào luôn đúng trong các khẳng định sau?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Hàm số đơn điệu trên $K$ có thể đồng biến, hoặc nghịch biến trên K nên “$f'\left( x \right)$ không đổi dấu trên $K$” là khẳng định luôn đúng.

Câu 5: Cho hàm số \[y=f\left( x \right)\] có đạo hàm trên \[\left( a;b \right)\]. Khi đó:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Từ định nghĩa ta thấy đáp án là (III)

Câu 6: Hàm số \(y=f\left( x \right)\) có đạo hàm \(f'\left( x \right)\) trên khoảng $K$. Đồ thị của hàm số \(y=f'\left( x \right)\) trên khoảng $K$ được cho như hình vẽ. Khoảng nghịch biến của hàm số $y=f\left( x \right)$ là    

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Do $y'<0$ trên các khoảng $\left( -\infty ;a \right),\left( b;c \right)$ nên đó là các khoảng nghịch biến của hàm số $y=f\left( x \right)$

Câu 7: Phát biểu nào sau đây là Sai?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

$ y=f\left( x \right),y=g\left( x \right) $ đồng biến trên khoảng $ \left( a;b \right) $ $ \Rightarrow f'\left( x \right),g'\left( x \right)\ge 0 \forall x\in \left( a;b \right) $

$ \Rightarrow I,III,IV $ đúng.

$ \left( f\left( x \right)g\left( x \right) \right)'=f'\left( x \right)g\left( x \right)+g'\left( x \right)f\left( x \right) $ dấu của nó còn phụ thuộc vào $ f\left( x \right) $ và $ g\left( x \right) $ nên chưa thể khẳng định $ y=f\left( x \right).g\left( x \right) $ đồng biến trên khoảng $ \left( a;b \right) $ .

Câu 8: Hàm số $y=f\left( x \right)$ liên tục trên $\mathbb{R}$ có $f'\left( x \right)={{x}^{2}}$ . Khẳng định nào sao đây là đúng?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

$f'\left( x \right)={{x}^{2}}\ge 0,\forall x\in \mathbb{R}\Rightarrow $ Hàm số luôn đồng biến trên $\mathbb{R}$.

Câu 9: Cho K là một khoảng hoặc nửa khoảng hoặc một đoạn. Khẳng định nào sau đây không đúng?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Hàm số f không đổi trên K thì $ f'\left( x \right)=0,\forall x\in K $ .

Câu 10: Cho hàm số $ y=f\left( x \right) $ xác định trên đoạn $ \left[ a;b \right] $ . Điều kiện đủ để hàm số nghịch biến trên đoạn $ \left[ a;b \right] $ là:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

$ f\left( x \right) $ liên tục trên $ \left[ a;b \right] $ và $ f'\left( x \right) < 0 $ với mọi $ x\in \left( a;b \right) $

Câu 11: Cho hàm số $y=f(x)$ có tập xác định K và đồ thị (C). Khẳng định nào sau đây đúng?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

$y=f(x)$ nghịch biến trên K $ \Rightarrow f'\left( x \right)\le 0 \forall x\in K $ hay hệ số góc của tiếp tuyến tại mọi điểm của (C) luôn bé hơn hoặc bằng không.

Câu 12: Hàm số nào sau đây đồng biến trên $\mathbb{R}$ ?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Ta có $y'=\left( 6{{x}^{3}}+3x+1 \right)'=18{{x}^{2}}+3>0\Rightarrow $ đồ thị hàm số đồng biến trên $\mathbb{R}$

Câu 13: Chọn phát biểu đúng:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Nếu $ f'\left( x \right)=0,\forall x\in \left( a;b \right) $ thì f là hàm hằng trên $ \left( a;b \right) $

Câu 14: Cho các hàm số $ y=f\left( x \right);y=g\left( x \right) $ là các hàm số dương trên $ \left( a;b \right),f'\left( x \right) > 0 $ trên $ \left( a;b \right),g'\left( x \right) > 0 $ trên $ \left( a;b \right) $ . Khi đó, hàm số nào sau đây đồng biến trên $ \left( a;b \right) $ ?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

$ \left( f\left( x \right)g\left( x \right) \right)'=f'\left( x \right)g\left( x \right)+g'\left( x \right)f\left( x \right) > 0\Rightarrow $ $ f\left( x \right)g\left( x \right) $ đồng biến trên $ \left( a;b \right) $.

Câu 15: Cho K là một khoảng hoặc nửa khoảng hoặc một đoạn. Khẳng định nào sau đây không đúng?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Ta có $ f'\left( x \right)\ge 0,\forall x\in K $$ f'\left( x \right)=0 $ tại hữu hạn điểm thì hàm số f đồng biến trên K.

Câu 16:

Cho hàm số $y=f(x)$ có đạo hàm ${f}'(x)={{x}^{2}}+1$, $\forall x\in \mathbb{R}$. Mệnh đề nào dưới đây đúng ?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Do đó$f'\left( x \right)={{x}^{2}}+1>0,\forall x\in R$ nên hàm số $y=f\left( x \right)$ đồng biến trên $\left( -\infty ;+\infty  \right)$

Câu 17:

Cho hàm số \[y=f\left( x \right)\] xác định trên đoạn \[\left[ a;b \right]\]. Điều kiện đủ để hàm số nghịch biến trên đoạn \[\left[ a;b \right]\] là

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Điều kiện đủ để hàm số nghịch biến trên đoạn $\left[ a;b \right]$ là hàm số \[f\left( x \right)\] liên tục trên $\left[ a;b \right]$ và \[f'\left( x \right) < 0\] với mọi \[x\in \left( a;b \right)\]

Câu 18: Cho hàm số \(y=f\left( x \right)\) có đạo hàm không âm trên đoạn \(\left[ a,b \right]\) và \(f'\left( {{x}_{0}} \right)=0\),\({{x}_{0}}\in \left[ a,b \right]\).Khi đó giá trị lớn nhất của hàm số trên \(\left[ a,b \right]\) là:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Vì hàm số có \(y'\ge 0\) trên \(\left[ a,b \right]\) và \(y'=0\) chỉ tại điểm \({{x}_{0}}\) nên hàm số đồng biến trên \(\left[ a,b \right]\) do đó giá trị lớn nhất của hàm số trên \(\left[ a,b \right]\) là \(f\left( b \right)\)