Chuyên đề Khảo sát hàm số: Hướng dẫn và đáp án
2) Tìm trên đường thẳng y = 4 tất cả các điểm mà từ mỗi điểm đó có thể kẻ tới
(C) 2 tiếp tuyến lập với nhau 1 góc 450.
- Gọi M(a, 4) đường thẳng y = 4, ta có đường thẳng y = 4 là tiếp tuyến kẻ từ M
đến (C) và song song Ox tiếp tuyến thứ hai tạo với Ox 1 góc bằng ± 450
Hệ số góc tiếp tuyến tại M0(x0, y0) (C) là f’(x0) = ± 1
ị hàm số: 2 3 6 1 x x y x (C1) Ta có: y≥0 (C1) ở phía trên Ox. 1 nếu ( 1) nếu ( 1) y x y y x Suy ra cách vẽ (C1) như sau: - Phần của đồ thị (1) ứng với x > 1 trùng với (C1). - Bỏ phần của (1) ứng với x < 1 và lấy phần đối xứng của phần này qua trục Ox ta được (C1). c) Từ gốc O có thể vẽ được bao nhiêu tiếp tuyến đến đồ thị (C). Tìm tọa độ tiếp điểm (nếu có). - Đường thẳng (d) qua 0 và có hệ số góc k là: y=kx. - Hoành độ tiếp điểm là nghiệm của hệ: 2 2 2 3 6 (1) 1 2 3 (2) 1 x x kx x x x k x Thay (2) vào (1): Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 33 2 2 2 2 3 6 4 6 93 6 ( 2 3) 6 3 0 1 1 3 6 4 6 9 x kx x x x x x x x x x k Vậy có 2 tiếp tuyến kẻ từ 0 đến đồ thị (1). Tọa độ tiếp điểm là: 13 6 3 6 3 (3 6,3 6 3)x y M 23 6 3 6 3 (3 6, 3 6 3)x y M Câu 28: Cho hàm số: 3 1 y x x m (1) 3 1) Khảo sát hàm số (1) khi 2 m 3 3 1 2 y x x (C) 3 3 TXD: D = R 2y' x 1 x 1 y' 0 x 1 y'' 2 x 2 2 y'' 0 x 0 y điểm uốn I(0, ) 3 3 BBT: Đồ thị: Cho x 2, y 0 4 x 2, y 3 2) Tìm m để đồ thị (1) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt: Đồ thị (1) cắt Ox tại 3 điểm phân biệt. 3 3 1 x x m 0 có 3 nghiệm phân biệt. 3 1 2 2 x x m (*) có 3 nghiệm phân biệt. 3 3 3 Đây là phương trình hoành độ giao điểm của (C) và đường thẳng (d). Phương trình (*) có 3 nghiệm phân biệt (d) cắt (C) tại 3 điểm phân biệt: Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 34 2 4 0 m 3 3 2 2 m 3 3 Câu 29 : 1) Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số : 2 ( ) 2 x x y C x TXĐ : \ 2D R 2 2 4 2 ' ( 2) 2 6 ' 0 2 6 x x y x x y x Tiệm cận đứng : x = 2 vì 2 lim x y Ta có : 6 3 2 y x x Tiệm cận xiên: y = x + 3 vì 6 lim 0 2x x BBT: Đồ thị : Cho x = 0 , y = 0 x = 1 , y = -2 X Y O (C) 2) Xác định b để ( ) cắt (C) tại 2 điểm phân biệt . Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 35 Phương trình tiếp tuyến của (C) tại O. 1 '( ). 2 y f O x y x ( ) qua B(0, b) và song song (d) có dạng : 1 ( ) : 2 y x b Phương trình hoành độ giao điểm của ( ) và (C) : 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 4 3 2 4 0 x x x b x x x x x bx b x bx b ( ) cắt (C) tại 2 điểm phân biệt : ' 0 2 12 0 0 12b b b b Toạ độ trung điểm I cuả MN : 2 52 6 3 21 2 M Nx x b bx x y y x b Vậy I nằm trên đường thẳng cố định có phương trình : 5 2 x y Câu 30: Cho hàm số : 2 2 2 1 x mx y x 1. Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số với m = 1: 2 2 2 1 x x y x TXĐ : \ 1D R 2 2 2 ' ( 1) x x y x 0 ' 0 2 x y x Tiệm cận đứng : x = -1 vì 1 lim x Ta có: 1 1 1 y x x Tiệm cận xiên : y = x + 1 vì 1 lim 0 1x x BBT: Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 36 Đồ thị: X Y O (C) 2. Tìm m để hàm số có cực đại, cực tiểu và khoảng cách từ điểm cực đại và điểm cực tiểu đến đường thẳng: x + y + 2 = 0 bằng nhau. Ta có: 2 2 2 1 x mx y x 2 2 2 2 2 ' ( 1) x x m y x 2' 0 2 2 2 0y x x m (1) Hàm số có cực đại, cực tiểu (1) có 2 nghiệm phân biệt. 3 ' 3 2 0 2 m m Toạ độ điểm CĐ 1 1 1( , )M x y và điểm CT 2 2 2( , )M x y cho bởi: 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 '( ) 1 3 2 2 2 '( ) '( ) 1 3 2 2 2 '( ) u x x m y x m v x u x x m y x m v x Gọi (D): x + y +2 = 0, ta có: 1 2, ,d M D d M D Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 37 1 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 ( ) 4( 1) 3 4( 1) 1 2 3 2 x x m x x m x m x m x m x m x m x m x x loại m x x m m So với điều kiện 3 2 m nhận 1 2 m ĐS : 1 2 m Câu 31: 1) Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số: 3 26 9y x x x (C) TXĐ : D = R 2' 3 12 9 1 ' 0 3 " 6 12 y x x x y x y x " 0 2 2y x y điểm uốn (2, 2) BBT: Đồ thị: 4321O X Y 2 4 (C) Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 38 2) a) Từ đồ thị (C) hãy suy ra đồ thị 1( )C của hàm số: 3 2 1 6 9y x x x Ta có: 3 2 1 16 9 ( )y x x x y f x Đây là hàm số chẵn nên đồ thị 1( )C nhận Oy làm trục đối xứng. 3O X Y 4 -3 (D) Do đó đồ thị 1( )C suy từ (C) như sau: - Phần của (C) bên phải trục Oy giữ nguyên. - Bỏ phần của (C) bên trái Oy và lấy phần đối xứng của phần bên phải của (C) qua trục Oy. b) Biện luận theo m số nghiệm của phương trình: 3 2 3 2 6 9 3 0 6 9 3 x x x m x x x m Đây là phương trình hoành độ giao điểm của 1( )C và đường thẳng d: y = 3 – m Số giao điểm của 1( )C và d là số nghiệm của phương trình. Biện luận: 3 0 3m m :vô nghiệm 3 0 3m m : 3 nghiệm 0 3 4 1 3m m : 6 nghiệm 3 4 1m m : 4 nghiệm 3 4 1m m : 2 nghiệm Câu 32 : 1) a) Khảo sát hàm số: 2 1 1 x x y x TXĐ : \ 1D R 2 2 2 ' ( 1) 0 ' 0 2 x x y x x y x Tiệm cận đứng: x = 1 vì 1 1 lim 1x x Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 39 Ta có: 1 1 y x x Tiệm cận xiên: y = x vì 1 lim 0 1x x BBT: Đồ thị : X Y O (C) 1 2 1 I -1 3 b) Xác định 1 1( , ) ( )A x y C với 1 1x sao cho khoảng cách từ A đến giao điểm hai đường tiệm cận nhỏ nhất. Gọi I là giao điểm 2 đường tiệm cận: 1 1 (1,1)x y I 1 1 1 1 1 1 ( , ) ( ) 1 A x y C y x x Ta có : 2 2 21 1( 1) ( 1)AI x y 2 2 1 1 1 1 ( 1) 1 1 x x x 2 2 2 1 12 2 1 1 1 1 2( 1) 2 2 2( 1) . 2 ( 1) ( 1) 2 2 2 2( 2 1) AI x x x x Min 2 2( 2 1)AI khi : Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 40 2 4 1 12 1 1 4 1 4 4 1 4 1 4 1 1 2( 1) ( 1) 2( 1) 1 1 2 1 1 12 2 1 21 ( ) 2 x x x x x y x loại Vậy : 4 4 4 1 1 1 , 2 2 2 A thì Min 2( 2 1)AI 2) Tìm tập giá trị của 2 3 1 x y x và các tiệm cận của đồ thị hàm số đó: Miền xác định R. 2 2 1 3 ' ( 1) 1 x y x x , 1 ' 0 3 y x Bảng biến thiên: Dựa vào bảng biến thiên ta kết luận: Miền giá trị của hàm số : ( 1, 10} Đồ thị có 2 đường tiệm cận ngang: 1 1y y CÂU 33: 1) Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số: 2 2 2 1 x x y x TXĐ: D = R\{1} 2 2 ' 2( 1) 0 ' 0 2 x x y x x y x Tiệm cận đứng: x = 1 vì lim 1x Ta có: 1 3 1 y x x Tiệm cận xiên: Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 41 y = x + 3 vì 1 lim 0 1xx BBT: Đồ thị: 2) Tìm điểm M trên (C) sao cho khoảng cách từ M đến giao điểm 2 đường tiệm cận là nhỏ nhất. Giao điểm của 2 đường tiệm cận là: I(1,4) Gọi 1 1 ,4 ( )M a a C a Xét a > 0 Ta có: 21 1 12 2 2 22 2 2 2 . 2 2 2 2 2 2 2 2 2 IM a a a a a a a IM min( ) 2 2 2IM khi 1 12 42 2 2 a a a 1 1 1 41 ,4 2 4 4 42 2 2 a M Do tính đối xứng nên có 2 điểm M thoả điều kiện bài toán: Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 42 1 1 41 ,4 2 1 4 42 2 1 1 41 , 4 2 2 4 42 2 M M CÂU34: Cho hàm số: 2 1 1 x mx y x Tìm m để tiệm cận xuyên cắt các trục toạ độ tại A, B sao cho: 18OABS Ta có: 1 1 m y x m x TCX: y = x + m + 1 vì lim 0 1 m xx TCX cắt Ox tại A: y = 0 suy ra x = -m-1 A(-m-1, 0) TCX cắt Oy tại B: x = 0 y = m + 1 B(0, m+1) 1 . 18 2 S OAOB OAB 1 . 1 36 521 36 7 m m m m m CÂU 35: 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số với m = 1 3 26 9 4y x x x TXĐ: D = R 2' 3 12 9 1 ' 0 3 '' 6 12 y x x x y x y x '' 0 2 2y x y điểm uốn (2, 2). BBT: Đồ thị: Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 43 Cho x = 0, y = 4 x = 4, y = 0 2) Tìm m để đồ thị hàm số có điểm cực đại, điểm cực tiểu đối xứng nhau qua điểm I(0, 4) Ta có: 3 23 1 3 2 1 4y x m x m x 3' 3 6 1 3 2 1 3' 0 3 6 1 3 2 1 0 2 2 1 2 1 0 (1) y x m x m y x m x m x m x m Hàm số có cực đại và cực tiểu ' 0 2 21 2 1 0 0 0 1 3 3 1 1 32 1 4 3 3 2 2 m m m m x y m x m y m m Tọa độ điểm cực đại và cực tiểu là: 3(1, 3 3), (2 1,4 3 3) 1 2 M m M m m m 1 M Và 2 M đối xứng nhau qua I I là trung điểm 1 M 2 M 0 2 2 01 2 38 4 3 3 3 3 81 2 11 33 1 4 4 2 04 6 2 0 x x m y y m m m mm m m mm m 1m (nhận) ĐS: 1m CÂU 36: Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 44 Cho hàm số 22 (6 ) 2 x m x y mx 1) Tìm m để hàm số có cực đại và cực tiểu: Ta có: 22 8 12 2 ' 22 mx x m y mx 2' 0 2 8 12 2 0 2 4 6 0 (1) y mx x m mx x m Hàm số đạt cực đại và cực tiểu (1) có 2 nghiệm phân biệt. 00 4 6 0' 0 0 0 2 3 5 3 56 4 0 mm m m m m m mm m Vậy: 3 5 3 5m m và 0m thì hàm số có cực đại, cực tiểu 2) Khảo sát hàm số khi m = 1: 22 5 ( ) 2 x x y C x TXĐ: D = R\ {-2} 22 8 10 ' 0 2 22 x x y x x Hàm số tăng trên từng khoảng xác định. Tiệm cận đứng : x = -2 vì lim 2 y x Ta có: 2 2 1 2 y x x Tiệm cận xiên: y = 2x + 1 vì 2 lim 0 2xx BBT: Điểm đặc biệt: Đồ thị: Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 45 3) Chứng minh rằng tại mọi điểm của (C) tiếp tuyến luôn luôn cắt 2 tiệm cận một tam giác có diện tích không đổi. Đổi trục bằng tịnh tiến theo véc tơ ( 2, 3)OI 2 3 x X y Y Thay vào 2 2 1 2 y x x 2 2 3 2 3 2Y X Y X X X 2 ' 2 2 Y X Gọi 2 ( , ) ( ) 2 0 0 0 0 0 0 M X Y C Y X X Phương trình tiếp tuyến tại 0 M : '( )( ) 0 0 0 Y f X X X Y 2 22 20 02 00 2 4 2 2 00 Y X X X XX Y X XX TCĐ: X= 0 TCX: Y= 2X Giao điểm với tiệm cận đứng: Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 46 4 4 0 0, 0 0 X Y A X X Giao điểm với TCX: 2 4 2 2 2 4 0 02 00 2 , 4 0 0 X X X X Y X XX B X X 1 1 4 2 4 02 2 0 S X Y X IAB B A X (không đổi) CÂU 37: 1) Cho hàm số: 3 23( 1) 3 ( 2) 1y x a x a a x a) Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số khi a=0 3 23 1y x x D = R 2' 3 6 3 2 0 ' 0 2 '' 6 6 '' 0 1 3 y x x x x x y x y x y x y Điểm uốn (-1, 3) BBT: Đồ thị: Cho 1 5 3 1 x y x y Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 47 b) Với giá trị nào của a thì hàm số đồn biến với 1 2x Ta có: 3 23 1 3 2 1 2' 3 6 1 3 2 y x a x a a x y x a x a a Hàm số đồng biến với 1 2x ' 0y với 1 2x 2 2 1 2 0x a x a a với : 2 1 1 2x x BXD: ' 0y với 2 1 1 2x x 1 2 1 1 1 a a a a a Vậy hàm số đồng biến trong 1 2x với mọi a 2) Tìm m để đồ thị 2 3 3 m y x x x có 3 điểm cực trị. Ta có: ' 2 3 2 m y x x Hàm số có 3 cực trị y’= 0 có 3 nghiệm phân biệt. 3 22 3 0x x m có 3 nghiệm phân biệt. Xét hàm số 3 22 3g x x x m 2'( ) 6 6 0 ' 0 1 1 cđ g x x x x y m g x x y m CT Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 48 g(x) = 0 có 3 nghiệm phân biệt . 0y y ct cđ 1 0 1 0m m m Vậy đồ thị có 3 điểm cực trị khi: -1 < m < 0 Chia f(x) cho f’(x) ta được phương trình đường cong chứa 3 điểm cực trị: 1 3 3 3 3 ' . . 22 4 4 2 4 m m y f x x x x Tọa độ các điểm cực trị thỏa hệ: 2 3 1' 0 2 3 3 3 . . 3 3 3 2 . . 24 2 4 24 2 4 m xf x x m m y m m yx x x x Khử m ta có: 22 3 2 3 2 m m x x x xx Thay vào (2) ta được : 3 3 322 3 2 34 2 4y x x x 23 6 3 23 1 y x x y x Vậy 3 điểm cực trị ở trên đường cong có phương trình: 23 1y x Câu 38 : 1) Vẽ đồ thị hàm số: 2 2 2 2( 1) 4y x x x x 2 2 2 2 2 2 ( 1) 1 x-1 nếu x -1 x 1 -2x +x+1 nếu -1 x 1 y x x x y x x x y Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 49 2) Tìm toạ độ giao điểm của các tiếp tuyến của đồ thị hàm số: 1 3 x y x với trục hoành biết tiếp tuyến vuông góc đường thẳng y = x + 2001. Gọi (d): y = x + 2001 ( ) : y x b là tiếp tuyến (d) ( ) Tiếp xúc (C) 2 1 b (1) 3 4 -1 (2) ( 3) x x x x 2 1(2) ( 3) 4 5 x x x Thay vào (1): 1 0x b 5 8x b Vậy phương trình tiếp tuyến là: y = -x hay y = -x + 8 Suy ra giao điểm với trục hoành là O(0, 0), A(8, 0). Câu 39 : Cho hàm số : 2 3 2( 1) 2 ( 2)m x mx m m y x m ( )mC 1) Khảo sát hàm số đã cho với m = 0: 2 2 2x y x x x TXĐ: \ 0D R 2 2 ' 1 0,y x x Hàm số đồng biến trên từng khoảng định . TCĐ: x = 0 vì 0 lim x y TCX: y = x vì 2 lim 0 x x BBT: Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 50 Điểm đặc biệt: 2, 0 1, 1 1, 1 x y x y x y Đồ thị: 2) Định m để hàm số ( )mC luôn luôn nghịch biến trên các khoảng xác định của nó. Ta có: 2 3 2( 1) 2 ( 2)m x mx m m y x m 2 3 2 2 ( 1) 2 ( 1) 2 ' ( ) m x m m x m m y x m Hàm số nghịch biến trên từng khoảng xác định. 2 3 2 2 2 3 2 ' 0, ( 1) 2 ( 1) 2) 0, 1 0 ' 0 1 ( 1) ( 1)( 2) 0 y x m m x m m x m m x m m m m m m m m 1 1 2( 1) 0 1 m m m m ( vô nghiệm ) Vậy không có giá trị nào của m để hàm số luôn nghịch biến trên các khoảng xác định của nó. Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 51 Câu 40 : 1) Khảo sát hàm số: 2 5 2 x x x y (C) TXĐ: \ 2D R 2 2 ' 1 ' 0 3 4 3 ( 2) y x y x x x x Tiệm cận đứng: x = 2 vì 2 lim x Ta có: 1 3 2 y x x Tiệm cận xiên: y = x + 3 vì 1 lim 0 2x x BBT: Đồ thị: Cho 5 0 2 x y 2) Chứng minh rằng tích khoảng cách từ 1 điểm M bất kỳ trên (C) đến các đường tiệm cận là 1 hằng số. Gọi 0 0 0 0 0 1 ( , ) ( ) 3 2 M x y C y x x TCĐ: x –2 = 0 TCX: x – y + 3 = 0 Ta có: 0 0 0 2 3 ( , ). ( , ) . 1 2 x x y d M TCĐ d M TCX Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 52 00 1 2 1 2 . 2 2 x x = hằng số 3) Tìm trên mỗi nhánh của (C) 1 điểm sao cho khoảng cách giữa chúng nhỏ nhất: Gọi 1 (2 ,5 )A a a a ( a > 0) và 1 (2 ,5 )B b b b (b > 0) là hai điểm thuộc 2 nhánh của (C). Ta có: 2 2 2 1 1 ( ) ( )AB b a b a b a 2 2 2 2 2 1 2 1 4( ) ( ) 1 4 4 1 8 8 4 4 8 8 8 2 8 . 8 8 2 b a b a ab ab ab ab ab aba b ab ab ab ab khi: 2 2 4 4 4 2 2(1 2) min( ) 2 2(1 2) 4 1 8 2 1 1 2 2 AB AB a b a b ab a b ab a b a b Vậy: 4 4 4 1 1 2 ,5 2 2 2 A 4 4 4 1 1 2 ,5 2 2 2 B Câu 41: 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: 2x y (C) x 1 TXĐ: D = R\{1} 2 2 x 2 x y' (x 1) x 0 y' 0 x 2 Tiệm cận đứng: x = 1 vì 1 lim y x Ta có: 1 y x 1 x 1 Tiệm cận xiên: y = x + 1 vì 1 lim 0 x 1x Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 53 BBT: Đồ thị: 2) Tìm trên đường thẳng y = 4 tất cả các điểm mà từ mỗi điểm đó có thể kẻ tới (C) 2 tiếp tuyến lập với nhau 1 góc 450. - Gọi M(a, 4) đường thẳng y = 4, ta có đường thẳng y = 4 là tiếp tuyến kẻ từ M đến (C) và song song Ox tiếp tuyến thứ hai tạo với Ox 1 góc bằng ± 450 Hệ số góc tiếp tuyến tại M0(x0, y0) (C) là f’(x0) = ± 1 2 0 0 0 2 0 2 0 0 0 2 0 0 2 0 0 0 0 0 x 2 x f'(x ) 1 =1 (vô nghiệm) (x 1) x 2 x f'(x ) 1 = 1 (x 1) 2 x 1 22 x 4 x 1 0 2 x 1 2 3 2 y 2 2 3 2 y 2 2 Phương trình tiếp tuyến tại M0 là: Cï §øc Hoµ Trêng THPT VÜnh Ch©n - Tỉ : To¸n - Lý 54 0 0 1 2 y (x x ) y y x 3 2 2 (d ) y x 3 2 2 (d ) (d1) qua M(a, 4) 4 a 3 2 2 a 1 2 2 (d2) qua M(a, 4) 4 a 3 2 2 a 1 2 2 Vậy có 2 điểm M thỏa điều kiện của bài toán. 1 2M ( 1 2 2,4); M ( 1 2 2,4) Câu42: 1) Khảo sát hàm số: y= 3 3x x (1) TXĐ: D = R y’= 23 3x 11y'=0 x x y”=6x y”=0 x=0 =>y=0 => điểm uốn O(0, 0) BBT: Đồ thị: 2) Chứng minh rằng khi m thay đổi, đường thẳng y = m(x + 1) + 2 luôn cắt đồ thị (1) tại 1 điểm cố định A: * Đường thẳng (d): y = m(x + 1) + 2 luôn đi qua điểm cố định A(-1, 2). Thay A(-1, 2) vào (1) th
File đính kèm:
- GIAI-bai-toan-lien-quan-kshs.pdf