Bài tập nâng cao khảo sát hàm số pdf

  • 1. hàm số . f D R .x . y Cho D  R ( D  ) f :D  R x  y  f ( x) Một quy tắc f đặt tương ứng mỗi số x  D với một số thực duy nhất f ( x)  R ta được một hàm số , kí hiệu : y  f ( x) Trong đó : x là biến số còn y là hàm số . Tập D được gọi là tập xác định của hàm số . II. Tập xác định của hàm số . Tập xác định của hàm số y  f ( x) là tập hợp tất cả các giá trị của x sao cho biểu thức f(x) có nghĩa . Ví dụ : Tìm tập xác định của hàm số y  x  5 . Giải Hàm số xác định  x5  0  x  5 Vậy tập xác định của hàm số trên là : D  [-5; ) III. Đồ thị của hàm số 8 6 4 2 M( x; f(x) ) 15 10 O 5 5 10 15 2 4 6 8 Đồ thị của hàm số y  f ( x) xác định trên tập xác định D là tập hợp tất cả các điểm M ( x; f ( x)) trên mặt phẳng tọa độ với mọi x  D . 1
  • 2. Cho hàm số y  x 2  2 x  3 có đồ thị là ( P) và hai điểm M( 2; 3) , N(1; 7) .Hãy cho biết trong hai điểm đã cho điểm nào nằm trên đồ thị (P). Giải Xét M(2; 3) Ta có : y  x 2  2 x  3  3  22  2.2  3 ( hiển nhiên đúng)  33  M  ( P) Xét N(1;7) Ta có : y  x 2  2 x  3  7 2  12  2.1  3  49  2 ( vô lý )  M  ( P) IV. Sự biến thiên của hàm số 1. Hàm số đồng biến ( tăng ) , nghịch biến ( giảm) a) Hàm số đồng biến ( tăng) x , x  ( a; b) Hàm số y = f(x) được gọi là đồng biến ( tăng) trên (a;b) nếu  1 2  f ( x1 )  f ( x2 )  x1  x2 b) Hàm số nghịch biến ( giảm) x , x  ( a; b) Hàm số y = f(x) được gọi là nghịch biến ( giảm) trên (a;b) nếu  1 2  f ( x1 )  f ( x2 )  x1  x2 2. Chiều biến thiên Để chỉ hàm số y = f(x) tăng trên ( a; b) ta dùng mũi tên đi lên , còn hàm số giảm trên ( a; b) ta dùng mũi tên đi xuống . V. Tính chẵn , lẻ của hàm số 1. Hàm số chẵn x  D   x  D Hàm số y = f(x) xác định trên tập D được gọi là hàm số chẵn    f ( x )  f ( x ) 2. Hàm số lẻ x  D   x  D Hàm số y = f(x) xác định trên tập D được gọi là hàm số lẻ    f ( x)   f ( x) Chú ý 1: Một hàm số có thể không có tính chẵn , lẻ. I. Chú ý 2 : Đồ thị của hàm số chẵn nhận trục tung làm trục đối xứng Đồ thị của hàm số lẻ nhận gốc tọa độ làm tâm đối xứng . Tịnh tiến đồ thị song song với trục tọa độ Cho (G) là đồ thị của y = f(x) và p;q > 0; ta có Tịnh tiến (G) lên trên q đơn vị thì được đồ thị y = f(x) + q Tịnh tiến (G) xuống dưới q đơn vị thì được đồ thị y = f(x) – q Tịnh tiến (G) sang trái p đơn vị thì được đồ thị y = f(x+ p) Tịnh tiến (G) sang phải p đơn vị thì được đồ thị y = f(x – p) Các dạng bài tập Dạng 1 . Tìm tập xác định của hàm số PP :  Đối với hàm số dạng y  f ( x) , hàm số xác định  f ( x)  0 2
  • 3. hàm số xác định  g ( x)  0 g ( x)  Đối với các hàm đa thức , tập xác định D = R Ví dụ 1 : Tìm tập xác định của hàm số y  2 x  1 Giải Hàm số đã cho xác định  2 x  1  0  2x  1 1  x 2 1 Vậy tập xác định của hàm số đã cho là D  [ ;  ) 2 x 1 Ví dụ 2 : Tìm tập xác định của hàm số y  x2 Giải Hàm số đã cho xác định  x  2  0  x2 Vậy tập xác định của hàm số đã cho là D  R {2} Bài tập Bài 1. Tìm tập xác định của các hàm số sau : 5x  1 1) y  3x  1 15) y  2 x  9 x  14 2) y  2 x  3 x2  x  1 3) y  7 x  20 16) y  7 x2  7 4 2 4) y  x 1 17) y  3 4x  x2 5 18) y  x  2  x  5 5) y   3x 2 19) y  3  x  x  3 6 6) y  20) y  1  x  1  x x 1 21) y  7 x  1  x x 7) y  22) y  x  1  3 x  3  2 x  6 2x  3 1 1 8) y  23) y  3x  2  3 x 3  4x 2 2x 1 24) y  x  5  4 5  x 9) y  x 25) y  4 x  3  7 3 10) y  12  26) y  5  7 4  x  x  2 4x 27) y  4 x  1  2 x  1 x2  2 11) y  3 x4 28) y  x  1  2x  3 5x  8 12) y  2 5x  7 x  3x  2 29) y  1 x3 13) y  2 3x  x 2 x  1 30) y  2 2 x x  6x  7 14) y  2 x 9 1 31) y  4 x  2  x 3  Đối với hàm số dạng y 
  • 4. 3 x  8  x  7 50) y  x 3 2 x x2 x 34) y   x 1  x2 x 1  4  x 35) y  ( x  2)( x  3) 3x  4 ( x  2) x  4 33) y  51) y= 52) y = x 1 x2 x2  2 37) y  ( x  2). x  1 39) y  40) y= 41) y = 42) y  55) y = 56) y = x2  6x  8 57) y = 45) y = 1 x  4x  3 2 2 60) y = 1 1 x x + 1 x 2x  61) y = x 8 2 x 7 + 1 x  1 x x 2x 1 4 2 x 62) y = x  2x 1 1 x 63) y = x2  6x  8 9  x2 x2  4 + x 2  3x  2 (3x  4)(3  x ) 59) y = 64) y = 1 x  4x  3 47) y= 2 x  4 + 6  x x 1 48) y  2 x 1 2x 1 49) y  2 2x  x 1 46) y= (2 x  1)(x  2) ( x  2) x  1 x 1 58) y = 2 - 3 3x  5 | x  2 | 1 9  x2 43) y  x  4  3 2 x  5x  6 x x 4 44) y  x2  4 x  5 54) y = x ( x  1)( x  2) x2  4 + 1 1 x 53) y  x2  4 . 36) y  38) y  x 8 2 x 7 + 4 x4 3x 2  x x2  x  x 1 x 2  2x  3 2 5x x  2  3  2x x 1 2 Bài 2: Cho hàm số y = bằng 2 đơn vị. 65) y= 2x  1 xx 4 5  x  2x  3 . Định a để tập xác định của hàm số là đoạn thẳng có độ dài 4
  • 5. 1 , x  0  Bài 3:Cho hàm số f ( x )   3  x 1 , 1  x  0  x 1  a) Tìm tập xác định của hàm số y=f(x). b) Tính f(0), f(2),f(-3),f(-1). Bài 4: Cho hàm số f ( x )  x 2  x  1 i. Tìm tập xác định của hàm số. ii. Dùng bảng số hoặc máy tính bỏ túi, tính giá trị gần đúng của f(4), f ( 2), f ( ) chính xác đến hàng phần trăm. Bài 5: Tìm điều kiện của m để hàm số sau xác định trên [0;1) x a) y  x  m  2  b) y  x  m  2 x  m  1  x  2m  1 Dạng 2. Xét tính chẵn, lẻ của một hàm số PP: Dựa vào khái niệm tính chẵn , lẻ.   x  D   x  D Hàm số y = f(x) xác định trên tập D được gọi là hàm số chẵn    f ( x)  f ( x) x  D   x  D Hàm số y = f(x) xác định trên tập D được gọi là hàm số lẻ    f ( x )   f ( x ) Ví dụ 1 : Xét tính chẵn , lẻ của hàm số y  3x 2  2 Giải : Ta có : tập xác định D = R nên x  D   x  D Xét : f ( x)  3(  x) 2  2  3 x 2  2  f ( x)  Hàm số đã cho là hàm số chẵn . Ví dụ 2 : Xét tính chẵn, lẻ của hàm số y  x 2  x  1 Giải : Ta có : tập xác định D = R nên x  D   x  D Xét : f ( x)  (  x) 2  ( x)  1  x 2  x  1  f (  x)  f ( x ) Do   Hàm số đã cho không có tính chẵn , lẻ.  f (  x)   f ( x ) Bài tập Xét tính chẵn , lẻ của các hàm số sau : 1) y  x3  3 x 8) y  x  2  x  2 2 2) y  x  2 9) y  2 x  1  2 x  1 3 3) y  2 x  x 10) y  2 x 3  x 4) y  3x 2  x  2  x4  x 2  1 11) y  x x 5) y  2 3 2x  3 x 7 12) y  3 6) y  x x  x x 7) y  x 4  3 x 2  1 13) y  x x 5
  • 6. 1  x  1  x 18) y  (2 x  1)(2 x  1) 15) y  1  x  1  x x2  x2 16) y = x 1  x 1  x2  19) y  0  x2  ; x  1 ; 1  x  1 ;x 1 2 17) y  x( x  2) Dạng 3. Xét tính đồng biến, nghịch biến của một hàm số. Phương pháp : Tìm tập xác định D của hàm số. Giả sử x1 , x2  D ( x1  x2 ) f ( x2 )  f ( x1 ) Lập tỉ số x2  x1 f ( x2 )  f ( x1 )  Nếu  0 thì hàm số đã cho đồng biến ( tăng). x2  x1 f ( x2 )  f ( x1 )  Nếu  0 thì hàm số đã cho nghịch biến (giảm). x2  x1 Ví duï : Xét tính đồng biến, nghịch biến của hàm số: y  f ( x )  x  1  2 x3 GIAÛI. Tập xác định: D  R 3 . Giả sử x1 , x2  D ( x1  x2 ) f ( x2 )  f ( x1 ) 2 1 x2  x1 ( x2  3).( x1  3)  x1  3  0 f ( x2 )  f ( x1 ) Ta có :Với x1, x2    ;3     0 x2  3  0 x2  x1   x1  3  0 f ( x2 )  f ( x1 ) Với x1, x2   3;      0 x2  x1  x2  3  0 Vậy hàm số đã cho đồng biến trong   ;3    3;   . Xét tỉ số Bài tập f ( x2 )  f ( x1 ) Bài 1. . Bằng cách xét tỉ số , hãy nêu sự biến thiên của các hàm số sau (không yêu cầu x2  x1 lập bảng biến thiên của nó) trên các khỏang đã cho: a. y  3 x  5 d. y  x 3  3 x  2 trn R b. y   x 2  4 x  3 trên khoảng (; 2) x e. y  trên (; 1) và (1; ) 2x 1 x 1 c. y  trn khoảng (1; ) x 1 Bài 2. Giả sử f(x) là hàm số nghịch biến trên khoảng (a;b). Cmr: a. Hàm số y  f ( x)  C (C là hằng số) nghịch biến trên khoảng (a;b). b. Hàm số y  2004 f ( x) đồng biến trên khoảng (a;b). 6
  • 7. 3 khi  3  x  1  Bài 3.Cho hàm số f ( x)   4 x  2 khi  1  x  0  2  2 x  1 khi 0  x  3 a. Tìm tập xác định của hàm số. Tính f (1), f ( 3) . b. Trên các khoảng sau đây hàm số đồng biến hay nghịch biến (3; 2),( 1;0) ? khi x  2 3 x  4  Bài 4. Cho hàm số f ( x)   2  x  4 khi x  2  a. Tìm tập xác định của hàm số. b. Tính các giá trị f (5), f ( 5), f (0) . c. Tìm x sao cho f ( x)  5 Dạng 4. Tịnh tiến đồ thị song song với trục tọa độ 2 Bài 1: Giả sử hàm số y  có đồ thị là (H) x a. Nếu tịnh tiến (H) xuống dưới 3 đơn vị thì ta được đồ thị của hàm số nào? b. Nếu tịnh tiến (H) sang phải 2 đơn vị thì ta được đồ thị của hàm số nào? c. Nếu tịnh tiến (H) lên trên 1 đơn vị, rồi sang trái 4 đơn vị thì ta được đồ thị của hàm số nào? Bi 2. Cho (P) là đồ thị của hàm số y  3 x 2 . a. Nếu tịnh tiến (P) sang phải 3 đơn vị thì ta được đồ thị của hàm số nào? b. Nếu tịnh tiến (P) xuống dưới 2 đơn vị thì ta được đồ thị của hàm số nào? c. Nếu tịnh tiến (P) sang tri 1 đơn vị, rồi sau đó tịnh tiến đồ thị nhận được lên trên 2 đơn vị thì ta được đồ thị của hàm số nào? Bài 3. Cho (H) là đồ thị hàm số y = 3x  a. Khi tịnh tiến (H) sang phải 4 đơn vị, ta được đồ thị hàm số nào ? b. Khi tịnh tiến (H) lên trên 2 đơn vị, ta được đồ thị hàm số nào ? c. Khi tịnh tiến (H) sang trái 3 đơn vị, rồi tịnh tiến lên trên 2 đơn vị, ta được đồ thị hàm số nào ? 2 Bi 4. Cho hàm số y  x 2 có đồ thị là parabol(P). Phải tịnh tiến (P) như thế nào để được đồ thị của 3 hàm số : a) y  2 x 2  7 b) y  2 x 2  5 c) y  2( x  3) 2 d ) y  2( x  4) 2 e) y  2( x  2) 2  5 f ) y  2x2  6x 1 Bài 5. Tìm tất cả các hàm số f : R  R biết : x 2 f ( x)  f (1  x)  2 x  x 4 , x  R 3x  2 Bài 6. Tìm hàm số f ( x) biết : f ( )  x  2, x  1 x 1 3x  2 Bài 7. Tìm hàm số f ( x) biết f ( x  1)  , x  4 x4 x  3 3x  4 Bài 8. Tìm hàm số f ( x) biết: f ( ) 2 , x  2 x2 x 5 x Bài 9. Tìm hàm số f ( x) biết: 4 f ( x)  ( x  1) f ( )  15, x  1 x 1 Bài 10. Tìm hàm số f ( x) biết: 2 f ( x)  5 x. f (  x)  4 x  3, x HÀM Số BậC NHấT Tóm tắt lý thuyết 7
  • 8. dạng y  ax  b , a;b R và a≠ 0. Hàm số bậc nhất có tập xác định D = R a > 0 hàm số đồng biến trên R a < 0 hàm số nghịch biến trên R 2. Bảng biến thiên : a>0 x y = ax + b - a<0 x y = ax + b + + - + - + - Bài tập 6 Bài 1.Cho hàm số y  3 2  4 x . Không sử dụng máy tính hãy so sánh hai giá trị: f (7 5  ) và 5 6 f (7 5  ) . 5 7 101 3 5 Bài 2. Cho hàm số y  x . Không sử dụng máy tính hãy so sánh hai giá trị: f ( ) và 102 203 4 3 5 f( ). 4 Bài 3. Trong mỗi trường hợp sau, tìm các giá trị của k sao cho đồ thị của hàm số y = -2x +k(x+1) a) Đi qua gốc tọa độ O. b) Đi qua điểm M(-2,3) c) Song song với đường thẳng y  2 x Bài 4. Trong mỗi trường hợp sau, xác định a và b sao cho đường thẳng y  ax  b a. Cắt đường thẳng y=2x+5 tại điểm có hòanh độ bằng -2 và cắt đường thẳng y= -3x+4 tại điểm có tung độ bằng -2. 1 1 b. Song song với đường thẳng y  x và đi qua giao điểm của hai đường thẳng y   x  1 và 2 2 y= 3x+5. Bài 5. a. Cho điểm A( xo , yo ) , hãy xác định tọa độ của điểm B, biết rằng B đối xứng với A qua trục hòanh . b. Chứng minh rằng hai đường thẳng y = x-2 và y= 2- x đối xứng với nhau qua trục hòanh. c. Tìm biểu thức xác định hàm số y=f(x), biết rằng đồ thị của nó là đường thẳng đối xứng với đường thẳng y= -2x+3 qua trục hoành . Bài 6. a. Tìm điểm A sao cho đường thẳng y = 2mx+1-m luôn đi qua A, dù m lấy bất kỳ giá trị nào. b. Tìm điểm B sao cho đường thẳng y = mx-3-x luôn đi qua B, dù m lấy bất kỳ giá trị nào. Bài 7. Trong mỗi trường hợp sau, tìm các giá trị của m sao cho a. Ba đường thẳng y=2x, y= -3-x và y = mx+5 phân biệt và đồng quy. b. Ba đường thẳng y= -5(x+1), y=mx+3 và y=3x+m phân biệt và đồng quy. Bài 8. Cho Cho 2 đường thẳng 1 : y = (2m -1)x +4m - 5 ; 2 : y = (m – 2) x + m + 4 a. Tìm 2 điểm cố định của 2 đường thẳng 8
  • 9. để đồ thị 1 song song với 2 Bi 9. Chứng minh rằng phương trình đường thẳng cắt trục hoành và trục tung lần lượt tại A(a;0) , B(0;b) x y với ab  0 l   1 . a b Bi 10. Tìm hàm số y  ax  b biết đồ thị của nó: a. Qua hai điểm A(3; -4) và B(1; -1) b. Qua A(3; -4) và cắt trục tung tại điểm có tung độ là 2. c. Cắt trục hoành tại điểm có hoành độ là – 2 và song song với đường thẳng (d) có phương trình y  4 x  4 d. Đi qua giao điểm của đường thẳng y  3 x  6 với trục hoành và tạo với hai trục tọa độ một tam giác có diện tích bằng 6 . Bi 11. Với mỗi giá trị của m, xét đường thẳng (d m ) : y  (2 m  1) x  3 a. Với m = 2, hãy tính khoảng cách từ gốc tọa độ O đến (d 2) b. Tìm điểm cố định mà đường thẳng đ cho luôn đi qua với mọi m. HÀM Số BậC HAI Tóm tắt lý thuyết Hàm số có dạng y = ax2 + bx + c với a ; b; c  R và a ≠ 0 a>0 a<0  Tập xác định là R  Tập xác định là R   b b  Đỉnh I (  ; )  Đỉnh I (  ; ) 2a 4a 2a 4a b b  Hàm số nghịch biến trên khoảng ( -;  )  Hàm số nghịch biến trên khoảng ( -;  ) 2a 2a b b và đồng biến trên khoảng (  ; +) và đồng biến trên khoảng (  ; +) 2a 2a  Bảng biến thiên  Bảng biến thiên x x b b -  + -  + 2a 2a y y + +    4a  - - 4a  Trục đối xứng là đường x =  b  Trục đối xứng là đường x =  2a b 2a Bài tập Ví dụ: Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số y  x 2  3 x  4 Giải *Tập xác định: D  R *Bảng biến thiên Do a  1  0 ta có : 9
  • 10. trên ( ; ) , giảm trên (;  ) 2 2 3 Hàm số có trục đối xứng là đường thẳng x   2 25 Hàm số có đỉnh I ( 2;  ) 4 *Điểm đặc biệt 3 25 (4;0) ,(1; 0), ( ;  ) 2 4 *Đồ thị 6 4 2 15 10 5 O A B 5 10 2 4 6 I 8 10 Bài 1. Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của các hàm số sau: a. y  2 x 2  2 x  3 e. 2 b. y   x  4 x f. 2 c. y  2 x  x  1 g. y  2 x2  x  1 y   x2  2x 1 y  4 x2  x  4 d. y  3 x 2  2 x  1 Bài 2. Cho hàm số y  2 x 2  12 x  5 2  1 . Không sử dụng máy tính hãy so sánh các giá trị sau : 10 15