Cực trị của hàm số: Phương pháp giải và bài tập hay, chi tiết

312

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Cực trị của hàm số: Phương pháp giải và bài tập hay, chi tiết nhất, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức về phân số, từ đó học tốt môn Toán

Cực trị của hàm số: Phương pháp giải và bài tập hay, chi tiết

A. LÝ THUYẾT

1. Định nghĩa.

Cho hàm số y = f(x) xác định và liên tục trên khoảng (a; b) và điểm x0(a;b) .

- Nếu tồn tại số h > 0 sao cho f (x) < f (x0)  với mọi x(x0h;x0+h) và xx0 thì ta nói hàm số f(x) đạt cực đại tại x0 .

 

- Nếu tồn tại số h > 0 sao cho f (x) > f (x0) với mọi x(x0h;x0+h) và xx0 thì ta nói hàm số f(x) đạt cực tiểu tại x0 .

2. Điều kiện cần để hàm số có cực trị.

Định lý 1: Giả sử hàm số f(x) đạt cực trị tại điểm xo. Khi đó, nếu f(x) có đạo hàm tại điểm xthì f‘(xo) = 0.

Lưu ý:

- Đạo hàm f‘(x) có thể bằng 0 tại điểm xo nhưng hàm số f(x) không đạt cực trị tại điểm xo.

- Hàm số có thể đạt cực trị tại một điểm mà tại đó hàm số không có đạo hàm.

- Hàm số chỉ có thể đạt cực trị tại một điểm mà tại đó đạo hàm của hàm số bằng 0, hoặc tại đó hàm số không có đạo hàm.

- Hàm số đạt cực trị tại xo và nếu đồ thị hàm số có tiếp tuyến tại điểm (xo ; f(xo)) thì tiếp tuyến đó song song với trục hoành.

Ví dụ : Hàm số y = |x| và hàm số y = x3

3. Điều kiện đủ để hàm số có cực trị.

Định lý 2: Giả sử hàm số y = f(x) liên tục trên K = ( x0 -h: x0 +h ) và có đạo hàm trên K hoặc trên K\{x0} , với h >0 .

- Nếu f '(x) > 0 trên khoảng (x0 - h; x0) và  trên (x0;x0+h) thì x0 là một điểm cực đại của hàm số f(x) .

- Nếu f '(x) < 0  trên khoảng (x0 - h; x0) và f '(x) > 0 trên (x0;x0+h) thì x0 là một điểm cực tiểu của hàm số f(x) .

Minh họa bằng bảng biến thiến

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Lưu ý:

- Như vậy: Điểm cực trị phải là một điểm trong của tập hợp D (D  ). Nếu f’(x) không đổi dấu thì hàm số không có cực trị.

(Nhấn mạnh: xo  (a; b) D nghĩa là xo là một điểm nằm ở giữa trong của D).

Ví dụ: Hàm số  xác định trên D= [0,+∞). Ta có y ≥ y (0) với mọi x, nhưng x = 0 không phải là cực tiểu của hàm số vì D không chứa bất kì 1 lân cận nào của điểm 0.

Nếu hàm số y = f (x) đạt cực đại (cực tiểu) tại x0 thì x0 được gọi là điểm cực đại (điểm cực tiểu) của hàm số; f (x0) được gọi là giá trị cực đại (giá trị cực tiểu) của hàm số, kí hiệu là f  ( fCT ), còn điểm M (x0;f( x0)) được gọi là điểm cực đại (điểm cực tiểu) của đồ thị hàm số.

Các điểm cực đại và cực tiểu được gọi chung là điểm cực trị. Giá trị cực đại (giá trị cực tiểu) còn gọi là cực đại (cực tiểu) và được gọi chung là cực trị của hàm số.

Giá trị cực đại (cực tiểu) f(xo) nói chung không phải là GTLN (GTNN) của  f(x) trên tập hợp D.

- Hàm số có thể đạt cực đại hoặc cực tiểu tại nhiều điểm trên tập hợp D. Hàm số cũng có thể không có điểm cực trị.

- xo là một điểm cực trị của hàm số f(x) thì điểm (xo ; f(xo)) được gọi là điểm cực trị của đồ thị hàm số f(x) .

4. Định lý 3: Giả sử hàm số  có đạo hàm cấp một trên khoảng (a; b) chứa điểm xo ;  (xo) = 0 và  có đạo hàm cấp hai khác 0 tại điểm xo

a) Nếu (xo) < 0 thì hàm số  đạt cực đại tại điểm xo
b) Nếu (xo) < 0 thì hàm số  đạt cực tiểu tại điểm xo

Lưu ý:

- Không cần xét hàm số f(x) có hay không có đạo hàm tại điểm x = xo nhưng không thể bỏ qua điều kiện hàm số liên tục tại điểm xo.

B. CÁC KỸ NĂNG GIẢI TOÁN CƠ BẢN.

1. Quy tắc tìm cực trị của hàm số.

Quy tắc 1.

Bước 1:  Tìm tập xác định của hàm số.

Bước 2: Tính f '(x) . Tìm các điểm tại đó f '(x) bằng 0 hoặc f '(x) không xác định.

Bước 3: Lập bảng biến thiên.

Bước 4: Từ bảng biến thiên suy ra các điểm cực trị.

Quy tắc 2.

Bước 1: Tìm tập xác định của hàm số.

Bước 2: Tính f '(x) . Giải phương trình f '(x) và ký hiệu xi(i=1,2,3,...) là các nghiệm.

Bước 3: Tính  f ”(x) và f ”(xi ) .

Bước 4: Dựa vào dấu của f ”(xi ) suy ra tính chất cực trị của điểm xi .

2. Kỹ năng giải nhanh các bài toán cực trị hàm số bậc ba  y=ax3+bx2+cx+d (a0).

- Ta có y'=3ax2+2bx+c

Đồ thị hàm số có 2 điểm cực trị khi phương trình y' = 0 có hai nghiệm phân biệt .

b23ac>0

Và không có cực trị ⇔Δ’ = b2  − 3ac ≤ 0

- Cho hàm số y=ax3+bx2+cx+d có hai điểm cực trị phân biệt là A, B . Khi đó:

Phương trình đường thẳng AB : y = 23(c -2b3a )x + (d -bc9a)

Độ dài đoạn thẳng AB = 4e+ 16e3a với e = b23ac9a

Hoặc khi đó đường thẳng qua hai điểm cực trị liên quan tới: yy'.y''18a (CASIO hỗ trợ).

3. Kỹ năng giải nhanh các bài toán cực trị hàm trùng phương.

Cho hàm số: y=ax4+bx2+c  (a0) có đồ thị là (C) .

Ta có y'=4ax3+2bx;

y'=0x=0x2=b2a

(C) có ba điểm cực trị y' = 0 có 3 nghiệm phân biệt b2a>0 hay ab < 0

Hàm số có 3 cực trị là:

A(0;c),Bb2a;Δ4a,Cb2a;Δ4a.

Độ dài các đoạn thẳng: 

AB=AC=b416a2b2a  ,BC=2b2a.

C. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI.

Dạng 1. Tìm các điểm cực trị của hàm số.

1. Phương pháp giải.

Quy tắc 1: Áp dụng định lý 2

- Tìm  f’(x)

- Tìm các điểm x(i = 1, 2, 3,…) tại đó đạo hàm bằng 0 hoặc hàm số liên tục nhưng không có đạo hàm

- Xét dấu của  f’(x). Nếu  f’(x) đổi dấu khi x qua điểm x thì hàm số có cực trị tại điểm xo

Quy tắc 2: Áp dụng định lý 3

- Tìm  f’(x)

- Tìm các nghiệm x(i = 1, 2, 3,…) của phương trình (x) = 0 

- Với mỗi xi tính (xi)

- Nếu (xi) < 0 thì hàm số đạt cực đại tại điểm xi

- Nếu (xi) > 0 thì hàm số đạt cực tiểu tại điểm xi

2. Ví dụ minh hoạ.

Ví dụ 1. (Đề thi THPTQG năm 2021) Cho hàm số  có bảng biến thiên như sau:

Các dạng toán về cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Giá trị cực đại của hàm số đã cho là

A. 3                          

B. -1                

C. -5                             

D. 

Lời giải

Dựa vào bảng biến thiên, giá trị cực đại của hàm số là y=f(1)=3.

Chọn A.

Ví dụ 2. (Đề tốt nghiệp 2020 - Đợt 2 Mã đề 103) Cho hàm số  có đạo hàm . Số điểm cực đại của hàm số đã cho là:

A. 2                                     

B. 3

C. 4                      

D. 1

Lời giải

f'x=0xx+1x43=0x=0x=1x=4

Lập bảng biến thiên của hàm số

Các dạng toán về cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Vậy hàm số đã cho có một điểm cực đại.

Chọn D.

Ví dụ 3. (Đề tốt nghiệp 2020 - Đợt 1 Mã đề 101) Cho hàm số bậc bốn  có bảng biến thiên như sau:

Các dạng toán về cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Số điểm cực trị của hàm số  là

A. 11                                    

B. 9                      

C. 7                       

D. 5

Lời giải

Ta chọn hàm fx=5x410x2+3.

Đạo hàm

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Phương trình có bốn nghiệm phân biệt khác 0.

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Phương trình có bốn nghiệm phân biệt khác 0 và khác các nghiệm của phương trình ( *)

Vậy số điểm cực trị của hàm số g(x) là 9.

Chọn B.

Ví dụ 4. Viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số y=2x3+3x2+1.

A. y=x1.

B. y=x+1.

C. y=x+1.

D. y=x1.

Lời giải

Ta có :

y'=6x2+6x; y'=0x=0y=1x=1y=2.

Suy ra đồ thị hàm số đã hai điểm cực trị là A(0;1) và B(1;2).

Khi đó, đường thẳng đi qua hai điểm cực trị chính là đường thẳng AB có phương trình  y=x+1.

Chọn B.

Cách 2. Lấy  chia cho , ta được :

y=13x12y'+x+1

Suy ra phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực trị là phần dư trong phép chia, đó là y=x+1

3. Bài tập tự luyện.

Câu 1. Cho hàm số f(x) xác định, liên tục và có đạo hàm trên khoảng (a,b). Mệnh đề nào sau đây là sai?

A. Nếu f(x) đồng biến trên (a,b) thì hàm số không có cực trị trên (a,b).

B. Nếu f(x) nghịch biến trên (a,b) thì hàm số không có cực trị trên (a,b).

C. Nếu f(x) đạt cực trị tại điểm x0a;b thì tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm Mx0;fx0 song song hoặc trùng với trục hoành.

D. Nếu f(x) đạt cực đại tại x0a;b thì f(x) đồng biến trên a;x0 và nghịch biến trên x0;b.

Câu 2. Cho khoảng (a,b) chứa điểm x0, hàm số f(x) có đạo hàm trên khoảng (a,b) (có thể trừ điểm x0 ). Mệnh đề nào sau đây là đúng?

A. Nếu f(x) không có đạo hàm tại x0 thì f(x) không đạt cực trị tại x0.

B. Nếu f'x0=0 thì f(x) đạt cực trị tại điểm x0.

C. Nếu f'x0=0 và f''x0=0 thì f(x) không đạt cực trị tại điểm x0.

D. Nếu f'x0=0 và f''x00 thì f(x) đạt cực trị tại điểm x0.

Câu 3. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Nếu f'x đổi dấu từ dương sang âm khi x qua điểm x0 và f(x) liên tục tại x0 thì hàm số y= f (x) đạt cực đại tại điểm x0.

B. Hàm số y= f (x) đạt cực trị tại x0 khi và chỉ khi x0 là nghiệm của f'x=0.

C. Nếu f'x0=0 và f''x0=0 thì x0 không là điểm cực trị của hàm số y= f (x).

D. Nếu f'x0=0 và f''x0>0 thì hàm số đạt cực đại tại x0.

Câu 4. Giả sử hàm số y= f (x) có đạo hàm cấp hai trong khoảng x0h;x0+h, với h >0  Khẳng định nào sau đây là sai?

A. Nếu f'x0=0 và f''x0>0 thì x0 là điểm cực tiểu của hàm số.

B. Nếu f'x0=0 và f''x0<0 thì x0 là điểm cực đại của hàm số.

C. Nếu f'x0=0 và f''x0=0 thì x0 không là điểm cực trị của hàm số.

D. Nếu f'x0=0 và f''x0=0 thì chưa kết luận được x0 có là điểm cực trị của hàm số.

Câu 5. (Đề tốt nghiệp 2020-Đợt 2 Mã đề 103) Cho hàm số f(x) có bảng biến thiên như sau :

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Điểm cực đại của hàm số đã cho là 

A. x = 3

B. x = 2

C. x = -2

D. x = -1

Câu 6. (Đề tốt nghiệp 2020-Đợt 1 Mã đề 101) Cho hàm f(x) có bảng biến thiên như sau:

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Giá trị cực tiểu của hàm số đã cho bằng

A. 3

B. -5

C.  0

D. 2

Câu 7. (Đề tốt nghiệp 2020-Đợt 1 Mã đề 101) Cho hàm số f(x) liên tục trên  và có bảng xét dấu của f'x như sau:

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Số điểm cực đại của hàm số đã cho là

A. 4

B. 1

C. 2

D. 3

Câu 8. Cho hàm số y=f(x) có bảng xét dấu của đạo hàm như sau:

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Số điểm cực trị của hàm số đã cho là

A. 5

B. 3

C. 2

D. 4.

Câu 9. Cho hàm số có đồ thị như hình vẽ. Giá trị cực đại của hàm số bằng:

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

A. –1

B. –2.

C. 1.

D. 0.

Câu 10. Cho hàm số y=f(x) có đồ thị như hình vẽ. Đồ thị hàm số y=f(x) có mấy điểm cực trị?

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

A. 0

B. 2

C. 1

D. 3

Câu 11. Cho hàm số y=f(x) liên tục trên R và có đồ thị như hình bên.

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Hỏi hàm số có bao nhiêu điểm cực trị?

A. 0.

B. 1.

C. 3.

D. 2.

Câu 12. Cho hàm số y=f(x) liên tục trên R và có đồ thị như hình bên.

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Hỏi hàm số có bao nhiêu điểm cực trị?

A. 2. 

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Câu 13. Hàm số y=2x3x2+5 có điểm cực đại là:

Ax=13

B. 5

C. 3

D. 0

Câu 14. Tìm số điểm cực trị của đồ thị hàm số y=x2x+1?

A.4.

B. 1.

C. 0.

D. 3.

Câu 15. Hàm số y=x4x2+1 có mấy điểm cực trị?

A. 3.

B. 0.

C. 1.

D. 2.

Câu 16. Gọi x1,x2 là hai điểm cực trị của hàm số f(x)=13x33x22x. Giá trị của x12+x22 bằng:

A. 13

B. 32

C. 4

D. 36

Câu 17. Điểm cực tiểu của đồ thị hàm số y=3x44x36x2+12x+1 là điểm Mx0;y0. Tính tổng  T=x0+y0.

A. T= 8

B. T=4

C. T=-11

D. T=3

Câu 18. Đồ thị hàm số nào sau đây có đúng 1 điểm cực trị?

A. y=x43x2+4

B. y=x36x2+9x5

C. y=x33x2+3x5

D. y=2x44x2+1

Câu 19. Đồ thị hàm số  nào sau đây có 3 điểm cực trị?

A. y=2x44x2+1.

B. y=(x2+1)2.

C. y=x36x2+9x5.

D. y=x43x2+4.

Câu 20. Cho hàm số y=fxliên tục trên R và có đạo hàm f'x=x1x22x35x43. Hỏi hàm số  y= f(x) có bao nhiêu điểm cực trị?

A. 2

B. 4

C. 3

D. 5.

Câu 21. Gọi y1, y2 lần lượt là giá trị cực đại và giá trị cực tiểu của hàm số y=x33x29x+4. Tính P=y1.y2.

A. P=-302

B. P=- 82

C. P=-207

D.P= 25

Câu 22. Tính khoảng cách  giữa hai điểm cực trị của đồ thị hàm số y=x+1x22

Ad=25

Bd=2

Cd=4

Dd=52.

Câu 23. (ĐỀ CHÍNH THỨC 2016 – 2017) Đường cong ở hình bên là đồ thị của hàm số y=ax4+bx2+c với a,b,c là các số thực.

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Mệnh đề nào dưới đây là đúng ?

A. Phương trình y'=0 vô nghiệm trên tập số thực.

B. Phương trình y'=0 có đúng một nghiệm thực.

C. Phương trình y'=0 có đúng hai nghiệm thực phân biệt.

D. Phương trình  y'=0có đúng ba nghiệm thực phân biệt.

Câu 24. Cho hàm số y=fx liên tục tại x0 và có bảng biến thiên sau:

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Mệnh đề nào sau đây là đúng?

A. Hàm số có hai điểm cực đại, một điểm cực tiểu.   

B. Hàm số có một điểm cực đại, không có điểm cực tiểu.

C. Hàm số có một điểm cực đại, hai điểm cực tiểu.   

D. Hàm số có một điểm cực đại, một điểm cực tiểu.

Câu 25*. Cho hàm số y=fx có bảng biến thiên sau:

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Hàm số y=fx có bao nhiêu điểm cực trị ?

A. 5

B. 3

C. 4

D. 2

Câu 26. (ĐỀ THPT QG 2017)  Đồ thị của hàm số y = x3 – 3x2 – 9x + 1 có hai điểm cực trị A và B. Điểm nào dưới đây thuộc đường thẳng AB ?

AP(1;0)

B. M(0;1)

C. N(1;10)

DQ(1;10)

Câu 27. (ĐỀ THPT QG 2017)  Đồ thị của hàm số y = – x3 + 3x2 + 5 có hai điểm cực trị A và B. Tính diện tích S của tam giác OAB với O là gốc tọa độ.

A60°

BS=103

CV=9a38

DV=a38

Câu 28. Khoảng cách giữa hai điểm cực đại và cực tiểu của đồ thị hàm số y=x+1x22 là:

A25

B. 2.

C. 4.

D52.

Câu 29. Trong các đường thẳng dưới đây, đường thẳng nào đi qua trung điểm đoạn thẳng nối các điểm cực trị của đồ thị hàm số y=x33x2+1?

Ay=2x3

By=x3+13

Cy=2x+3

Dy=2x1.

Câu 30. Đồ thị hàm số y=x4x2+1 có bao nhiêu điểm cực trị có tung độ dương?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4.

Câu 31. Cho hàm số fx=x232. Giá trị cực đại của hàm số  bằng:

A. 8.

B. - 8

C. 0.

D12.

Câu 32. Điểm cực trị của hàm số y=sin2xx là:

AxCD=π6+k2π  k

BxCT=π3+kπ  k.

CxCD=π6+kπ;  xCT=π6+kπ  k

DxCD=π3+kπ  k.

Câu 33. Giá trị cực đại của hàm số y=x+2cosx trên khoảng 0;π là:

A5π6+3

B5π63

Cπ6+3

Dπ63.

Câu 34. Cho hàm số y=sinx3cosx. Khẳng định nào sau đây sai:

Ax=5π6 là một nghiệm của phương trình.

B. Trên khoảng 0;π hàm số có duy nhất một cực trị.

C. Hàm số đạt cực tiểu tại x=5π6.

Dy+y''=0,  x.

Câu 35. Độ giảm huyết áp của một bệnh nhân được đo bởi công thức Gx=0,025x230x trong đó x(mg) và x > 0 là liều lượng thuốc cần tiêm cho bệnh nhân. Để huyết áp giảm nhiều nhất thì cần tiêm cho bệnh nhân một liều lượng bằng:

A. 15mg.

B. 30mg.

C. 40mg.

D. 20mg.

Câu 36. Hỏi hàm số y=x33x+1 có tất cả bao nhiêu điểm cực trị?

A. Không có điểm cực trị.

B. Có một điểm cực trị.

C. Có hai điểm cực trị.

D. Có ba điểm cực trị.

Đáp án

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Dạng 2: Tìm điều kiện để hàm số có cực trị.

1. Phương pháp.

Sử dụng định lí 2 và định lí 3

a, Cực trị của hàm số bậc ba:

Cho hàm số y = ax3 + bx2 + cx + d, a ≠ 0.

y’ = 0 ⇔ 3ax2 + 2bx + c = 0 (1) ; Δ’y’ = b2 – 3ac

 - Phương trình (1) vô nghiệm hoặc có nghiệm kép thì hàm số đã cho không có cực trị.

→ Hàm số bậc 3 không có cực trị ⇔ b2 – 3ac ≤ 0

 - Phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt thì hàm số đã cho có 2 cực trị.

→ Hàm số bậc 3 có 2 cực trị ⇔ b2 – 3ac > 0

b, Cực trị của hàm số bậc bốn trùng phương:

Cho hàm số: y = ax4 + bx2 + c (a ≠ 0) có đồ thị là (C).

y' = 4ax3 + 2bx;  y' = 0

⇔ x=0x2=b2a

- Nếu (C)có một điểm cực trị thì y' = 0 có 1 nghiệm x = 0 ⇔ -b/2a ≤ 0 ⇔ ab ≥ 0.

- Nếu (C)có ba điểm cực trị thì y' = 0 có 3 nghiệm phân biệt ⇔ -b/2a > 0 ⇔ ab < 0.

Chú ý

* Hàm số f (xác định trên D) có cực trị ⇔ ∃ x∈ D thỏa mãn hai điều kiện sau:

- Tại đạo hàm của hàm số tại xo phải bằng 0 hoặc hàm số không có đạo hàm tại xo

- f ‘(x) phải đổi dấu qua điểm xo hoặc f ”(xo) ≠ 0.

2. Ví dụ minh hoạ.

Ví dụ 1. Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số y=x33mx2+6mx+m có hai điểm cực trị.

Am0;2

Bm;08;+.         

Cm;02;+ q

Dm0;8.

Lời giải

Ta có y'=3x26mx+6m

=3x22mx+2m

Để hàm số có hai điểm cực trị x22mx+2m=0 có hai nghiệm phân biệt

Δ'=m22m>0m<0m>2.

Chọn C.

Ví dụ 2. Cho hàm số y=ax4+bx2+ca0 . Với điều kiện nào của các tham số a,b,c thì hàm số có ba điểm cực trị?

A.  a,b cùng dấu và c bất kì.

B. a,b trái dấu và c bất kì.

C. b=0 và a,c bất kì.

D. c=0 và a,b bất kì.

Lời giải

Ta có :

y'=4ax3+2bx=2x2ax2+b;  y'=0x=0x2=b2a.

Để hàm số có ba điểm cực trị x2=b2a có hai nghiệm phân biệt khác 0

b2a>0ab<0

Khi đó a,b trái dấu và c bất kì.

Chọn B.

Ví dụ 3. Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m để hàm số y=mx4+m+1x2+1 có một điểm cực tiểu.

A. m>0.

B. m0.

C. 1<m<0.

D. m>1.

Lời giải

TH1. Với a=0m=0, khi đó y=x2+1 có đồ thị là một parabol có bề lõm quay lên nên hàm số có duy nhất một điểm cực tiểu.

m=0 thỏa mãn.

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Chọn D.

Nhận xét. Bài toán hỏi hàm số có một điểm cực tiểu nên hàm số có thể có điểm cực đại hoặc không có điểm cực đại. Khi nào bài toán hỏi hàm số có đúng một cực tiểu và không có cực đại thì lúc đó ta chọn đáp án B.

Ví dụ 4. Cho hàm số y=13x3123m+2x2+2m2+3m+1x4. Tìm giá trị thực của tham số m để hàm số có hai điểm cực trị là x=3 và x=5.

A. m=0

B. m= 1

C. m=2

D. m=3.

Lời giải

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Chọn C.

Ví dụ 5. Cho hàm số y=2x3+bx2+cx+1. Biết M1;6 là điểm cực tiểu của đồ thị hàm số. Tìm toạ độ điểm cực đại N của đồ thị hàm số.

A. N2;21.

B. N2;21.

C. N2;11.

D. N2;6.

Lời giải

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Suy ra N(-2;21) là điểm cực đại của đồ thị hàm số.

Chọn B.

3. Bài tập tự luyện.

Câu 1. Hàm số y=x3(m+2)x+m đạt cực tiểu tại x = 1 khi:

A. m = -1

B. m = 2

C. m = -2

D. m = 1

Câu 2. Tìm giá trị thực của tham số m để hàm số y=x33x2+mx đạt cực đại tại x =0 

A. m = 1

B. m = 2

C. m = -2

D. m = 0

Câu 3.  Biết rằng đồ thị hàm số y=ax4+bx2+c a0 có điểm đại A0;3 và có điểm cực tiểu B1;5. Mệnh đề nào sau đây là đúng?

Aa=3b=1c=5.

Ba=2b=4c=3.

Ca=2b=4c=3.

Da=2b=4c=3.

Câu 4. Cho hàm số y=ax4+bx2+1 (a ≠ 0). Để hàm số có một cực tiểu và hai cực đại thì a, b  cần thỏa mãn:

Aa<0,  b<0

Ba<0,  b>0

Ca>0,  b<0

Da>0,  b>0

Câu 5. Cho hàm số y=ax4+bx2+1 (a ≠ 0). Để hàm số chỉ có một cực trị và là cực tiểu thì a, b cần thỏa mãn:

Aa<0,  b0

Ba<0,  b>0

Ca>0,  b<0

Da>0,  b0

Câu 6. Hàm số y=x4+2mx2+m2+m có ba cực trị khi:

Am=0.

Bm>0.

Cm<0.

Dm0.

Câu 7. Đồ thị hàm số y=x43x2+ax+b có điểm cực tiểu A(2;-2). Tìm tổng a + b.

A. - 14.

B. 14.

C. - 20.

D. 34.

Câu 8. Đồ thị hàm số y=ax4+bx2+c có điểm đại A(0;-3) và có điểm cực tiểu  B(-1; - 5). Khi đó giá trị của a, b, c  lần lượt là:

A3;1;5

B2;4;3

C2;4;3

D2;4;3

Câu 9. Hàm số y=x2+mx1x1 có cực đại và cực tiểu thì điều kiện của m là:

Am<0

Bm=0

Cm

Dm>0

Câu 10. Hàm số y=x2+mx+mx+m đạt cực đại tại x= 2 khi giá trị thực m bằng:

A. -1

B. -3

C. 1

D. 3 .

Câu 11. Hàm số y=sin3x+msinx đạt cực đại tại x=π3 khi m bằng:

A. 5.

B. -6

C. 6.

D. -5.

Câu 12. Biết hàm số y=asinx+bcosx+x 0<x<2π đạt cực trị tại x=π3; x=π. Khi đó tổng a + b bằng:

A. 3.

B33+1

C3+1

D31 

Câu 13. Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số y=m3x3+x2+x+2017 có cực trị.

A. m;1

B. m;00;1

C. m;00;1

D. m;1

Câu 14. Biết rằng hàm số y=x+a3+x+b3x3 có hai điểm cực trị. Mệnh đề nào sau đây là đúng?

Aab>0

Bab<0

Cab0

Dab0.

Câu 15. Tìm các giá trị của tham số m để hàm số y=m3x32mx2+3 không có cực trị.

A. m=3

B. m=3, m=0.

C. m=0

Dm3

Câu 16. Cho hàm số y=ax3+bx2+cx+d. Biết M0;2N2;2 là các điểm cực trị của đồ thị hàm số. Tính giá trị của hàm số tại x=2.

A. y2=2

B. y2=22

C. y2=6

D. y2=18

Câu 17. Biết rằng hàm số  y=ax3+bx2+cx  nhận x=1 là một điểm cực trị. Mệnh đề nào sau đây là đúng?

A. a+c=b

B. 2ab=0

C. 3a+c=2b

D.  3a+2b+c=0

Câu 18. Cho hàm số y=x33m+1x2+m23x+1 với m là tham số thực. Tìm tất cả các giá trị của m để hàm số đạt cực trị tại x=1.

A. m=0

B. m=-2

C. m=0, m=-2

D. m=0, m= 2

Câu 19. Biết rằng hàm số y=3x3mx2+mx3 có một điểm cực trị x1=1. Tìm điểm cực trị còn lại x2 của hàm số.

Ax2=14

Bx2=13

C.x2=13

Dx2=2m6.

Câu 20. Cho hàm số y=x33mx2+3m21x3m2+5 với m là tham số thực. Tìm tất cả các giá trị của m để hàm số đạt cực đại tại x=1.

A. m=0, m=2

B. m=2

C. m=1

D. m=0

Câu 21Hàm số y=x33mx2+6mx+m có hai điểm cực trị khi m thỏa mãn điều kiện:

A0<m<2

Bm<0m>8

Cm<0m>2.

D.0<m<8

Câu 22. Hàm số y=m3x3+x2+x+2017 có cực trị khi và chỉ khi:

Am1

Bm<1m0

Cm1m0

Dm<1

Câu 23. Với điều kiện nào của a và b để hàm số y=x+a3+x+b3x3 đạt cực đại và cực tiểu ?

A. ab >0.

B. ab < 0.

C. ab ≥ 0.

D. ab ≤ 0.

Câu 24. Hàm số y=m3x32mx2+3 không có cực trị khi:

A. m = 3.

B. m = 0 hoặc m = 3.

C. m = 0.

D. m ≠3.

Câu 25. Tìm tất cả các giá trị của m để hàm số y=13x3123m+2x2+2m2+3m+1x4 đạt cực trị tại x = 3 hoặc x = 5, ta được.

A. m = 0.

B. m = 1.

C. m = 2.

D. m = 3.

Câu 26. (ĐỀ THPT QG 2017) Tìm giá trị thực của tham số m để hàm số y=13x3mx2+m24x+3 đạt cực đại tại x = 3.

A. m = 0.

B. m = 3.

Cm = 5.

D. m = 1.

Câu 27. Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m để hàm số y=x4+2mx2+m2+m có ba điểm cực trị.

Am=0.

Bm>0.

Cm<0.

Dm0.

Câu 28. Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số y=mx4+m1x2+12m có đúng một điểm cực trị.

Am1;+

Bm;0

Cm0;1

Dm01;+

Câu 29. Cho hàm số y=x33x29x+m. Viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số.

Ay=8x+m

By=8x+m3

Cy=8x+m+3

Dy=8xm+3

Câu 30. Biết rằng đồ thị hàm số y=x43x2+ax+b có điểm cực tiểu là A2;2. Tính tổng S=a+b.

AS=14

BS=14

CS=20

DS=34

Đáp án

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Dạng 3: Tìm điều kiện để các điểm cực trị của hàm số thỏa mãn điều kiện cho trước.

1. Phương pháp giải.

a, Hàm số bậc ba y = ax3 + bx2 + cx + d (a ≠ 0, a, b, c, d phụ thuộc vào tham số)
Bước 1: Tính y’ = 3ax2 + 2bx + c, y’ = 0  ⇔ 3ax2 +2bx + c = 0 (1)

Để hàm số có cực đại, cực tiểu  ⇔ y’ = 0 có hai nghiệm phân biệt 

⇔ (1) có hai nghiệm phân biệt

⇔ Giá trị tham số thuộc miền D nào đó (*)

Bước 2: Từ điều kiện cho trước dẫn tới một phương trình hoặc một bất phương trình theo tham số, giải phương trình này ta được tham số sau đó đối chiếu với điều kiện (*) và kết luận.

Một số điều kiện thường gặp: (Không dùng dấu tương đương như vậy)

- Để hàm số y = f(x) có 2 cực trị ⇔ a ≠ 0, Δy′ > 0 hoặc a ≠ 0, Δy′ > 0

- Để hàm số y = f(x) có 2 cực trị nằm về 2 phía đối với trục hoành ⇔ yCD.yCT  < 0

- Để hàm số y = f(x) có 2 cực trị nằm về 2 phía đối với trục tung ⇔ xCD.xCT < 0

- Để hàm số y = f(x) có 2 cực trị nằm phía trên trục hoành ⇔ yCD+yCT > 0 và yCD.yCT > 0

- Để hàm số  y = f(x) có 2 cực trị nằm phía dưới trục hoành ⇔ yCD+yCT < 0 và yCD.yCT > 0

- Để hàm số  y = f(x) có cực trị tiếp xúc với trục hoành ⇔ yCD.yCT = 0

- Đồ thị có 2 điểm cực trị khác phía đối với đường thẳng d: Ax + By + C = 0

+ Gọi M1(x1; y1) và M2(x2; y2) là cực đại và cực tiểu của đồ thị hàm số.

+ Gọi t1 và t2 là các giá trị khi thay M1 và M2 vào đường thẳng d:

t= Ax+ By+ C; t= Ax+ By+ C

+ Đồ thị có 2 điểm cực đại, cực tiểu nằm ở hai phía của đường thẳng d:

⇔ y′ = 0 có 2 nghiệm phân biệt và t1t2 < 0

+ Đồ thị có 2 điểm cực đại, cực tiểu nằm ở cùng một phía của đường thẳng d:

⇔ y′ = 0 có 2 nghiệm phân biệt và t1t2 > 0

Chú ý: Khi thay đường thẳng d bằng trục Ox, Oy hoặc đường tròn thì vẫn áp dụng kết quả trên. Với các điều kiện khác thì tuỳ từng trường hợp.

b, Hàm trùng phương y=ax4+bx2+c . Khi đó:

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

- Xét trường hợp có ba cực trị  toạ độ các điểm cực trị

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

+ Đồ thị hàm số y=ax4+bx2+c cắt trục hoành tại  điểm lập thành một cấp số cộng thì điều kiện là ac>0ab<0b2=1009ac.

2. Ví dụ minh hoạ.

Ví dụ 1. (ĐỀ CHÍNH THỨC 2016 – 2017) Tìm giá trị thực của tham số m để đường thẳng d:y=2m1x+3+m vuông góc với đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số y=x33x2+1.

A. m=12.

B. m=32.

C.m=14.

D. m=34.

Lời giải

Xét hàm y=x33x2+1, có:

y'=3x26xy'=0x=0y0=1x=2y2=3.

Suy ra A0;1,  B2;3 là hai điểm cực trị của đồ thị hàm số.

Suy ra đường thẳng AB có một VTCP là AB=2;4VTPT nAB=2;1.

Đường thẳng d:y=2m1x+3+m có một VTCP là nd=2m1;1.

Yêu cầu bài toán  nAB.nd=0

2.2m11=0m=34.

Chọn D.

Ví dụ 2. Cho hàm số y=14x43m+1x2+2m+1 với m là tham số thực. Tìm giá trị của m để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị tạo thành tam giác có trọng tâm là gốc tọa độ.

Am=23

Bm=23

Cm=13

Dm=13.

Lời giải

Ta có

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Chọn D.

Cách áp dụng công thức giải nhanh: Điều kiện để có ba cực trị ab<0m>13.

Yêu cầu bài toán:

GOb26ac=03m+126.14.2m+1=0m=13tmm=23loai.

3. Bài tập tự luyện.

Câu 1. Tìm m để đồ thị hàm số y=x42m2m+1x2+m1 có một điểm cực đại, hai điểm cực tiểu và thỏa mãn khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu ngắn nhất.

Am=12

Bm=12

Cm=32

Dm=-32.

Câu 2. Cho hàm số y=x4+2mx24 có đồ thị là (Cm). Tìm các giá trị của m để tất cả các điểm cực trị của (Cm) đều nằm trên các trục tọa độ.

Am0

Bm=2

Cm>0

Dm0 hoặc m=2.

Câu 3. Giá trị của tham số m bằng bao nhiêu để đồ thị hàm số y=x42mx2+1 có ba điểm cực trị A(0;1), B, C thỏa mãn BC = 4?

Am=±4

Bm=2

Cm=4

Dm=±2

Câu 4. Cho hàm số y=x42m+1x2+m2, với m là tham số thực. Tìm m để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị tạo thành một tam giác vuông.

A. m = -1

B. m = -0

C. m = 1

D. Đáp án khác.

Câu 5. Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m sao cho đồ thị của hàm số y=x4+2mx2+1 có ba điểm cực trị tạo thành tam giác vuông cân.

Am=193

B. m = - 1

Cm=193

D. m = 1.

Câu 6. Tìm m để đồ thị hàm số y=14x43m+1x2+2m+1 có ba điểm cực trị tạo thành tam giác có trọng tâm là gốc tọa độ.

Am=23

Bm=23

Cm=13

Dm=13

Câu 7. (ĐỀ THPT QG 2017)  Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m để đồ thị hàm số y=x42mx2 có ba điểm cực trị tạo thành một tam giác có diện tích nhỏ hơn 1.

Am>0

B. m<1

C. 0<m<43

D. 0<m<1

Câu 8. Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số fx=2x33x2m có các giá trị cực trị trái dấu:

A. – 1 và 0.

B. (-∞;0) và (-1;+ ∞).

C. (-1;0).

D. [0;1].

Câu 9. Cho hàm số y=2x33m+1x2+6mx+m3. Tìm m để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B sao cho độ dài AB = 2.

A. m = 0.

B. m = 0 hoặc m = 2

C. m = 1.

D. m = 2.

Câu 10. Gọi x1, x2 là hai điểm cực trị của hàm số y=x33mx2+3m21xm3+m. Giá trị của m để x12+x22x1x2=7 là:

Am=0

Bm=±92

Cm=±12

Dm=±2

Câu 11. (ĐỀ THPT QG 2017) Tìm giá trị thực của tham số để đường thẳng d:y=(2m1)x+3+m vuông góc với đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của hàm số y=x33x2+1.

Am=32

B. m=34

C. m=12

D. m=14

Câu 12. (ĐỀ THPT QG 2017)  Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m để đồ thị hàm số y = x3 – 3mx2 + 4m3  có hai điểm cực trị A và B sao cho tam giác OAB có diện tích bằng 4 với là gốc tọa độ.

A. m=124;m=124

B. m=1,m=1

C.  m=1

D. m0

Câu 13. Nếu x = 1 là hoành độ trung điểm của đoạn thẳng nối hai điểm cực đại, cực tiểu của đồ thị hàm số y=13x3m+2x2+2m+3x+2017 thì tập tất cả các giá trị của m là:

A. m = -1.

B. m ≠ -1.

Cm=32

D. Không có giá trị m.

Câu 14. Giá trị của m để khoảng cách từ điểm M(0;3) đến đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số y=x3+3mx+1 bằng 25 là:

Am=1m=1

Bm=1.            

Cm=1m=3

D. Không tồn tại m.

Câu 15. Cho hàm số y=2x3+3m1x2+6m2x1. Xác định m để hàm số có điểm cực đại và điểm cực tiểu nằm trong khoảng (-2;3).

Am1;33;4

Bm1;3

Cm3;4

Dm1;4.

Câu 16. Để hàm số y=x3+6x2+3m+2xm6 có cực đại, cực tiểu tại x1, x2 sao cho x1<1<x2 thì giá trị của m là:

Am>1

Bm<1

Cm>-1

Dm<-1.

Câu 17. Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số y=13x3mx2+m+2x có hai điểm cực trị nằm trong khoảng (0;+∞)?

A. m > 2.

B. m < 2.

C. m = 2.

D. 0 < m < 2.

Câu 18Với các giá trị nào của m thì hàm số y=x33x2+3mx+1 có các điểm cực trị nhỏ hơn 2?

Am>0

Bm<1

Cm<0m>1

D0<m<1.

Câu 19. Cho hàm số y=2x332a+1x2+6aa+1x+2. Nếu gọi x1, x2 lần lượt là hoành độ các điểm cực trị của đồ thị hàm số thì giá trị |x1 – x2| bằng:

A. a + 1.

B. a.

C. a – 1.

D. 1.

Câu 20. Cho hàm số y=2x3+mx212x13. Với giá trị nào của m thì đồ thị hàm số có điểm cực đại, cực tiểu cách đều trục tung ?

A. 2.

B. - 1.

C. 1.

D. 0.

Câu 21. Đồ thị hàm số y=x3+3mx23m1 có hai điểm cực đại, cực tiểu đối xứng với nhau qua đường thẳng d:x+8y74=0 thì tập tất cả các giá trị của m:

Am=1

Bm=-2

Cm=-1

Dm=2

Câu 22. Cho hàm số y=x3+3x2+mx+m2 với m là tham số, có đồ thị là Cm. Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu nằm về hai phía đối với trục hoành ?

Am<2.

Bm3

Cm<3

Dm2

Câu 23. Cho hàm số y=13x3mx2+2m1x3 với m là tham số, có đồ thị là (Cm). Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu nằm về cùng một phía đối với trục tung ?

Am12

Bm>1

Cm>12m1

Dm>1m12

Câu 24. Hàm số y=ax3+bx2+cx+d đạt cực trị tại x1, x2 nằm hai phía trục tung khi và chỉ khi:

Aa>0,  b<0,  c>0

B. a và c trái dấu.

Cb212ac0

Db212ac>0.

Câu 25. Cho hàm số y=x33mx2+4m22. Tìm m để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B sao cho I(1;0) là trung điểm của AB.

Am=0

Bm=-1

Cm=1

Dm=2

Câu 26Với giá trị nào của tham số m thì đồ thị hàm sốy=x33mx2+2  có hai điểm cực trị A, B sao cho A, B và M(1;-2) thẳng hàng.

Am=0

Bm=2

Cm=-2

Dm=±2

Câu 27. Với giá trị nào của tham số m thì đồ thị hàm số y=x3+3mx+1 có hai điểm cực trị A, B sao cho tam giác OAB vuông tại O, với O là gốc tọa độ ?

Am=1.

Bm>0.

C. m=12.

D.  m=0.

Câu 28. Cho hàm số y=x33x2mx+2 với m là tham số thực. Tìm giá trị của m để đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số tạo với đường thẳng d:x+4y5=0 một góc α=450.

A. m=12.

B. m=12.

C.  m=0

D. m=22.

Câu 29Cho hàm số y=x42mx2+2 với m là tham số thực. Có bao nhiêu giá trị nguyên của  để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị A, B, C thỏa mãn OA.OB.OC=12 với O là gốc toạ độ?

A. 2

B. 1

C. 0

D. 4

Câu 30. Cho hàm số y=x4+2mx24 có đồ thị là Cm. Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m để tất cả các điểm cực trị của Cm đều nằm trên các trục tọa độ.

Am=±2

Bm=2

Cm>0

Dm=-2m>0.

Câu 31. Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m để đồ thị hàm số y=x42mx2+1 có ba điểm cực trị A(0;1), B, C thỏa mãn BC=4.

Am=±4

Bm=2

Cm=4

Dm=±2.

Câu 32. Cho hàm số y=x42m+1x2+m2 với m là tham số thực. Tìm tất cả các giá trị của m để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị tạo thành một tam giác vuông.

Am=1

Bm=0

Cm=1

Dm>1.

Câu 33. (ĐỀ MINH HỌA 2016 – 2017) Tìm giá trị thực của tham số m sao cho đồ thị của hàm số y=x4+2mx2+1 có ba điểm cực trị tạo thành tam giác vuông cân.

Am=193

Bm=1

Cm=193

Dm=1.

Câu 34. Cho hàm số y=3x4+2m2018x2+2017 với m là tham số thực. Tìm giá trị của m để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị tạo thành tam giác có một góc bằng 1200.

A. m=2018.

B. m=2017

C. m=2017

D. m=2018.

Câu 35. (ĐỀ CHÍNH THỨC 2016 – 2017) Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m để đồ thị của hàm số y=x42mx2 có ba điểm cực trị tạo thành một tam giác có diện tích nhỏ hơn 1.

A. m>0.

B. m<1.

C. 0<m<43.

D. 0<m<1.

Câu 36. Cho hàm số y=x4mx2+m2 với m là tham số thực. Tìm giá trị của  để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị tạo thành một tam giác có bán kính đường tròn nội tiếp bằng 1.

A. m=2.

B. m=1.

C. m=2.

D. m=4

Đáp án

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Cực trị của hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Xem thêm các dạng Toán lớp 12 hay, chọn lọc khác:

Đánh giá

0

0 đánh giá