Giải bài 21 trang 14 sách bài tập toán 12 - Cánh diều

Dùng đạo hàm của hàm số, hãy giải thích: a) Hàm số \(y = {a^x}\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\) khi \(a > 1\), nghịch biến trên \(\mathbb{R}\) khi \(0 < a < 1\). b) Hàm số \(y = {\log _a}x\) đồng biến trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\) khi \(a > 1\), nghịch biến trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\) khi \(0 < a < 1\).

Đề bài

Dùng đạo hàm của hàm số, hãy giải thích:

a) Hàm số \(y = {a^x}\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\) khi \(a > 1\), nghịch biến trên \(\mathbb{R}\) khi \(0 < a < 1\).

b) Hàm số \(y = {\log _a}x\) đồng biến trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\) khi \(a > 1\), nghịch biến trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\) khi \(0 < a < 1\).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Nếu \(f'\left( x \right) \ge 0\) (hoặc \(f'\left( x \right) \le 0\)) với mọi \(x\) thuộc \(K\) và \(f'\left( x \right) = 0\) chỉ tại một số hữu hạn điểm của \(K\) thì hàm số \(f\left( x \right)\) đồng biến (hoặc nghịch biến) trên \(K\).

Lời giải chi tiết

a) Hàm số \(y = {a^x}\) có tập xác định là \(\mathbb{R}\).

Ta có: \({y^\prime } = {a^x}.\ln a\)

+ Khi \(a > 1 \Leftrightarrow \ln a > 0 \Leftrightarrow {a^x}.\ln a > 0 \Leftrightarrow y' > 0,\forall x \in \mathbb{R}\).

Vậy hàm số đồng biến trên \(\mathbb{R}\).

+ Khi \(0 < a < 1 \Leftrightarrow \ln a < 0 \Leftrightarrow {a^x}.\ln a < 0 \Leftrightarrow y' < 0,\forall x \in \mathbb{R}\).

Vậy hàm số nghịch biến trên \(\mathbb{R}\).

b) Hàm số \(y = {\log _a}x\) có tập xác định là \(\left( {0; + \infty } \right)\).

Ta có: \({y^\prime } = \frac{1}{{x.\ln a}}\)

+ Khi \(a > 1 \Leftrightarrow \ln a > 0 \Leftrightarrow \frac{1}{{x.\ln a}} > 0 \Leftrightarrow y' > 0,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\).

Vậy hàm số đồng biến trên \(\left( {0; + \infty } \right)\).

+ Khi \(0 < a < 1 \Leftrightarrow \ln a < 0 \Leftrightarrow \frac{1}{{x.\ln a}} < 0 \Leftrightarrow y' < 0,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\).

Vậy hàm số nghịch biến trên \(\left( {0; + \infty } \right)\).

  • Giải bài 22 trang 14 sách bài tập toán 12 - Cánh diều

    Chứng minh rằng: a) Hàm số \(y = \sqrt {{x^2} - 4} \) nghịch biến trên khoảng \(\left( { - \infty ; - 2} \right)\) và đồng biến trên khoảng \(\left( {2; + \infty } \right)\). b) Hàm số \(y = \ln \left( {{x^2} + 1} \right)\) nghịch biến trên khoảng \(\left( { - \infty ;0} \right)\) và đồng biến trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\). c) Hàm số \(y = {2^{ - {x^2} + 2x}}\) đồng biến trên khoảng \(\left( { - \infty ;1} \right)\) và nghịch biến trên khoảng \(\left( {1; + \infty } \right)\).

  • Giải bài 23 trang 14 sách bài tập toán 12 - Cánh diều

    Tìm điểm cực trị của mỗi hàm số sau: a) (y = x.{e^x}); b) (y = {left( {x + 1} right)^2}.{e^{ - x}}); c) (y = {x^2}.ln {rm{x}}); d) (y = frac{x}{{ln {rm{x}}}}).

  • Giải bài 24 trang 14 sách bài tập toán 12 - Cánh diều

    Trong một thí nghiệm y học, người ta cấy 1 000 con vi khuẩn vào môi trường dinh dưỡng. Bằng thực nghiệm, người ta xác định được số lượng vi khuẩn thay đổi theo thời gian bởi công thức: \(N\left( t \right) = 1000 + \frac{{100t}}{{100 + {t^2}}}\) trong đó \(t\) là thời gian tính bằng giây \(\left( {t \ge 0} \right)\) (Nguồn: R. Larson and B. Edwards, Calculus 10e, Cengage 2014). Trong khoảng thời gian nào từ lúc nuôi cấy, số lượng vi khuẩn sẽ tăng lên?

  • Giải bài 25 trang 15 sách bài tập toán 12 - Cánh diều

    Trong 5 giây đầu tiên, một chất điểm chuyển động theo phương trình \(s\left( t \right) = {t^3} - 6{t^2} + 14t + 1\) trong đó \(t\) tính bằng giây và \(s\) tính bằng mét. Trong khoảng thời gian nào của 5 giây đầu tiên thì vận tốc tức thời của chất điểm tăng lên?

  • Giải bài 20 trang 14 sách bài tập toán 12 - Cánh diều

    Tìm điểm cực trị của mỗi hàm số sau: a) \(y = {x^3} - 12{\rm{x}} + 8\); b) \(y = 2{{\rm{x}}^4} - 4{{\rm{x}}^2} - 1\); c) \(y = \frac{{{x^2} - 2{\rm{x}} - 2}}{{x + 1}}\); d) \(y = - x + 1 - \frac{9}{{x - 2}}\)

Group Ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

close