Toán 12 Tính chất mở rộng về cực đại, cực tiểu

Tiến Phùng

Cựu Cố vấn Toán
Thành viên
27 Tháng mười 2018
3,742
3,706
561
Hà Nội
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Kiến thức cơ bản:

Cho hàm f(x) liên tục trên (a;b). Với [TEX]x_o[/TEX] thuộc (a;b), sao cho [TEX]f'(x_o)=0[/TEX]. Ta có :

[TEX]f(x)[/TEX] đạt cực đại tại [TEX]x_o[/TEX] nếu [TEX]f''(x_o)<0[/TEX]

[TEX]f(x)[/TEX] đạt cực tiểu tại [TEX]x_o[/TEX] nếu [TEX]f''(x_o)>0[/TEX]

Nếu [TEX]f''(x_o)=0[/TEX] thì ta chưa kết luận được, phải xét cực đại, cực tiểu bằng phương pháp khác ( lập BBT xét dấu)

Đây là kiến thức cơ bản trong SGK, ta có tính chất mở rộng như sau:

Cho hàm f(x) liên tục trên (a;b). Với [TEX]x_o[/TEX] thuộc (a;b), sao cho [TEX]f'(x_o)=0[/TEX]. Ta có :

[TEX]f^{(n)}(x_o)>0[/TEX](đạo hàm cấp n của f(x), với n chẵn) thì f(x) đạt cực tiểu tại [TEX]x_o[/TEX]

[TEX]f^{(n)}(x_o)<0[/TEX](đạo hàm cấp n của f(x), với n chẵn) thì f(x) đạt cực đại tại [TEX]x_o[/TEX]

[TEX]f^{(n)}(x_o)=0[/TEX] thì ta cũng chưa kết luận được, và phải dùng xét dấu.

Lưu ý là đạo hàm cấp n phải chẵn, các điều kiện sau thì giống hệt với đạo hàm cấp 2. Cho nên các bạn có thể nhớ đạo hàm cấp 2, có 2 là số chẵn, để suy ra đạo hàm cấp n thì n cũng phải chẵn.

Với tính chất mở rộng này, ta có thể giải các bài toán biện luận tham số m để hàm đạt CĐ, CT tại [TEX]x=x_o[/TEX], khi mà [TEX]f''(x_o)=0[/TEX]

Có bao nhiêu giá trị nguyên của m để hàm số: [TEX]y=mx^8+2mx^6+(m^2-2m-3)x^4[/TEX] đạt cực đại tại x=0?

Giải: Ta có: [TEX]y'=8mx^7+12mx^5+4(m^2-2m-3)x^3[/TEX]

[TEX]y''=56mx^6+60mx^4+12(m^2-2m-3)x^2[/TEX]

Ta có thể thấy [TEX]y''(0)=0[/TEX], chưa thể kết luận được, nên cần dùng định lý mở rộng.

Ta thấy đạo hàm đến cấp 4 thì số hạng thứ 3 sẽ mất x đi và chỉ còn tham số m, như vậy khi thay x=0 thì biểu thức có thể khác 0. Các hệ số bên tự do ( không gồm tham số m) thì không quan trọng đến việc biện luận, nên ta có thể bỏ qua.
Ta có: [TEX]y^{(4)}(0)=m^2-2m-3[/TEX]

Để x=0 là CĐ thì [TEX]y^{(4)}(0)<0<=>m^2-2m-3<0<=>-1<m<3[/TEX]

Xét các trường hợp [TEX]y^{(4)}(0)=0[/TEX]<=>m=-1 hoặc m=3

Với m=-1 có [TEX]y'=-8x^7-12x^5=x^5(-8x^2-12)[/TEX]

Lập BBT dễ thấy khi qua x=0 thì y' đổi dấu từ + sang -. Nên với m=-1 thì x=0 là cực đại, thỏa mãn.

Với m=3 có [TEX]y'=24x^7+36x^5=x^5(24x^2+36)[/TEX]

Khi qua x=0 thì y' đổi dấu từ - sang +, vậy x=0 là cực tiểu, không thỏa mãn.

Vậy có 4 giá trị của m thỏa mãn là -1,0,1,2

Vậy câu hỏi đặt ra là nếu như số hạng chứa x với mũ nhỏ nhất là mũ lẻ, dẫn đến đạo hàm cấp n lẻ thì sao? Thì yên tâm câu hỏi dạng này họ sẽ để chẵn.

Có thể kiểm nghiệm với m=1, và [TEX]y=x^8+2x^6-4x^4[/TEX]

upload_2019-10-12_15-48-34.png

Đồ thị được biểu diễn như hình trên, có thể thấy x=0 đúng là cực đại. Tuy nhiên nếu là:
[TEX]y=x^8+2x^6-4x^5[/TEX] ( số hạng có x mũ nhỏ nhất là mũ lẻ) thì x=0 không là cực trị
upload_2019-10-12_15-49-46.png
 
Top Bottom