Toán 12 Bài tập trắc nghiệm về tính đơn điệu của Hàm Số trích đề thi thử trường chuyên (phần 14)

Học Lớp

Administrator
Thành viên BQT
Xin giới thiệu: Bài tập trắc nghiệm về tính đơn điệu của Hàm Số trích đề thi thử trường chuyên (phần 14)
Câu 1:
Hàm số \(y = \frac{{2x - 3}}{{\sqrt {{x^2} - 1} }}\) nghịch biến trên khoảng nào trong các khoảng dưới đây?
A. \(\left( { - \infty ; - 1} \right)\) và \(\left( {1;\frac{3}{2}} \right)\).
B. \(\left( {\frac{3}{2}; + \infty } \right)\)
C. \(\left( {1;\frac{3}{2}} \right)\)
D. \(\left( { - \infty ; - 1} \right)\)
Tập xác định \(D = \left( { - \infty ; - 1} \right) \cup \left( {1; + \infty } \right)\)
Ta có \(y' = \frac{{3x - 2}}{{\sqrt {{{({x^2} - 1)}^3}} }}\). Phương trình y’=0 vô nghiệm.
\(y' < 0 \Leftrightarrow x < - 1.\)
Vậy hàm số nghịch biến trên \(\left( { - \infty ; - 1} \right)\).
Câu 2:
Hàm số \(y = {x^4} - 2{{\rm{x}}^2} + 1\) đồng biến trên khoảng nào sau đây?
A. \(\left( { - 4; - 3} \right).\)
B. \(\left( { - 1;0} \right).\)
C. \(\left( {0;1} \right).\)
D. \(\left( { - \infty ; - 1} \right).\)
Xét hàm số \(y = {x^4} - 2{{\rm{x}}^2} + 1\)
Ta có: \(y' = 4{x^3} - 4x;\,\,y' = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = - 1\\x = 1\end{array} \right.\)
đồng biến trên khoảng nào sau đây.png

Suy ra hàm số đồng biến trên các khoảng \(\left( { - 1;0} \right),\,\,\left( {1; + \infty } \right).\)
Câu 3:
Tìm tất cả các giá trị của tham số thực m để hàm số \(y = \frac{{{3^{ - x}} - 3}}{{{3^{ - x}} - m}}\) nghịch biến trên khoảng \(\left( { - 1;1} \right).\)
A. \(m < \frac{1}{3}.\)
B. \(\frac{1}{3} < m < 3.\)
C. \(m \le \frac{1}{3}.\)
D. \(m > 3.\)
Ta có: \(y' = \frac{{{3^{ - x}}\left( {m - 3} \right).\ln 3}}{{{{\left( {{3^{ - x}} - m} \right)}^2}}}\)
Với m=3, ta có \(y' = 0\) hàm số đã cho trở thành hàm hằng.
Vậy hàm số nghịch biến trên (-1;1) khi:
\(\left\{ \begin{array}{l}y' < 0,\forall x \in \left( { - 1;1} \right)\\{3^{ - x}} - m \ne 0\\x \in \left( { - 1;1} \right)\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m < 3\\m \ne {3^{ - x}}\\x \in \left( { - 1;1} \right)\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \notin \left( {\frac{1}{3};3} \right)\\m < 3\end{array} \right. \Rightarrow m \le \frac{1}{3}.\)
Câu 3:
Cho hàm số y=f(x) có bảng biến thiên như hình vẽ bên. Mệnh đề nào sau đây là sai?
bảng biến thiên như hình vẽ bên (1).png

A. Hàm số đã cho đồng biến trên khoảng \(\left( {2; + \infty } \right).\)
B. Hàm số đã cho đồng biến trên khoảng \(\left( { - \infty ;1} \right).\)
C. Hàm số đã cho nghịch biến trên khoảng (0;3)
D. Hàm số đã cho nghịch biến trên khoảng \(\left( {3; + \infty } \right).\)
Nhìn vào bảng biến thiên ta suy ra đồ thị hàm số đã cho đồng biến trên \(\left( { - \infty ;1} \right)\) và \(\left( {2; + \infty } \right)\), nghịch biến trên (1;2).
Do đó mệnh đề C sai.
Câu 4:
Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số \(y = \left( {{m^2} - 1} \right){x^4} - 2m{x^2}\) đồng biến trên khoảng \((1;+\infty ).\)
A. \(m \le - 1\)
B. \(m =-1\) hoặc \(m > \frac{{1 + \sqrt 5 }}{2}\)
C. \(m \le - 1\) hoặc \(m \ge \frac{{1 + \sqrt 5 }}{2}\)
D. \(m \le - 1\) hoặc \(m>1\)
Ta có \(y' = 4\left( {{m^2} - 1} \right){x^3} - 4mx\)
Với \(m = - 1 \Rightarrow y' = 4x > 0 \Leftrightarrow x > 0\) nên hàm số đồng biến trên \((1;+\infty ).\)
Với \(m = 1 \Rightarrow y' = - 4x > 0 \Leftrightarrow x < 0\) nên hàm số không đồng biến trên \((1;+\infty ).\)
Với \(m \ne \pm 1\) để hàm số đồng biến trên \((1;+\infty )\) thì \(\left[ {\left( {{m^2} - 1} \right){x^2} - m} \right]x \ge 0,\left( {\forall x \in \left( {1; + \infty } \right)} \right).\)
\(\Leftrightarrow \left( {{m^2} - 1} \right){x^2} \ge m\left( {\forall x \in \left( {1; + \infty } \right)} \right) \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {{m^2} - 1 > 0}\\ {\left( {{m^2} - 1} \right).{{\left( 1 \right)}^2} \ge m} \end{array} \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {m \ge \frac{{1 + \sqrt 5 }}{2}}\\ {m < - 1} \end{array}} \right.} \right.\)
(do \(y = {m^2} - 1,y = m\) đồng biến trên \(\mathbb{R}, y=x^2\) đồng biến trên \((1;+\infty )\))
Kết hợp ta có \(\left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {m \ge \frac{{1 + \sqrt 5 }}{2}}\\ {m \le - 1} \end{array}} \right.\) là giá trị m cần tìm.
Câu 5:
Hàm số nào sau đây đồng biến trên \mathbb{R}?
A. \(y = {\log _{\frac{1}{{\sqrt 2 }}}}\left( {{x^2} + 1} \right)\)
B. \(y = \frac{1}{{{3^x}}}\)
C. \(y = {\log _2}\left( {{x^2} + 1} \right)\)
D. \(y =3^x\)
Xét các hàm số ta có: \(\left[ {{{\log }_{\frac{1}{{\sqrt 2 }}}}\left( {{x^2} + 1} \right)} \right]' = \frac{{ - 4x}}{{\left( {{x^2} + 1} \right)\ln 2}} \ge 0 \Leftrightarrow x \le 0 \Rightarrow\) Hàm số \(y = {\log _{\frac{1}{{\sqrt 2 }}}}\left( {{x^2} + 1} \right)\) không đồng biến trên \(\mathbb{R}\)
\(\left( {\frac{1}{{{3^x}}}} \right)' = - \frac{{\ln 3}}{{{3^x}}} < 0,\forall x \in \mathbb{R} \Rightarrow\) Hàm số \(y = \frac{1}{{{3^x}}}\) nghịch biến trên \(\mathbb{R}.\)
\(\left[ {{{\log }_2}\left( {{x^2} + 1} \right)} \right]' = \frac{{2x}}{{\left( {{x^2} + 1} \right)\ln 2}} \ge 0 \Leftrightarrow x \ge 0 \Rightarrow\) Hàm số \(y = {\log _2}\left( {{x^2} + 1} \right)\) không đồng biến trên \(\mathbb{R}.\)
\(\left( {{3^x}} \right)' = {3^x}\ln 3 > 0,\forall x \in \mathbb{R} \Rightarrow\) Hàm số \(y =3^x\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\).
Câu 6:
Hàm số \(y = {x^4} - 1\) đồng biến trên khoảng nào dưới đây?
A. \((-1;1)\)
B. \((-\infty ;0)\)
C. \((0;+\infty)\)
D. \((-1;+\infty)\)
Ta có: \(y = 4{x^3} > 0 \Leftrightarrow x > 0\) do đó hàm số đồng biến trên \((0;+\infty)\)
[/SPOILER] Câu 7:
Cho hàm số \(y = \frac{1}{3}{x^3} - \frac{1}{2}\left( {m + 1} \right){x^2} + m{\rm{x}} + 5.\) Tìm m để hàm số đồng biến trên \(\left( {2; + \infty } \right).\)
A. \(1 \le m \le 2.\)
B. \(m \le 1.\)
C. \(m \le 2.\)
D. \(m \ge 2.\)
Ta có: \(y' = {x^2} - \left( {m + 1} \right)x + m\)
Hàm số đồng biến trên \(\left( {2; + \infty } \right)\)khi: \(y' = \underbrace {{x^2} - \left( {m + 1} \right)x + m}_{f\left( x \right)} \ge 0,\forall x \in \left( {2; + \infty } \right).\)
Điều này tương đương với hai trường hợp sau:
Trường hợp 1: \(y' \ge 0,\forall x \in \mathbb{R}.\)
Trường hợp 2: \(y' = 0\) có hai nghiệm phân biệt \({x_1},{x_2}\) thỏa mãn \({x_1} < {x_2} \le 2.\)
Từ 2 trường hợp trên ta có:
\(YCBT \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\Delta \le 0\\\left\{ \begin{array}{l}\Delta > 0\\S - 4 < 0\\f\left( 2 \right) \ge 0\end{array} \right.\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{\left( {m - 1} \right)^2} \le 0\\\left\{ \begin{array}{l}{\left( {m - 1} \right)^2} > 0\\m + 1 - 4 < 0\\4 - 2m - 2 + m \ge 0\end{array} \right.\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m = 1\\\left\{ \begin{array}{l}m \ne 1\\m < 3\\m \le 2\end{array} \right.\end{array} \right. \Leftrightarrow m \le 2.\)
Câu 9:
Cho hàm số \(y = {\left( {\frac{4}{{2017}}} \right)^{{e^{3x}} - \left( {m - 1} \right){e^x} + 1}}.\) Tìm m để hàm số đồng biến trên khoảng (1;2).
A. \(3{e^3} + 1 \le m \le 3{e^4} + 1\)
B. \(m \ge 3{e^4} + 1\)
C. \(3{e^2} + 1 \le m \le 3{e^3} + 1\)
D. \(m < 3{e^2} + 1\)
Ta có \(y'=\left [ \left ( \frac{4}{2017} \right ) ^{3x-(m-1)e^x+1}\right ]'= \ln \frac{4}{{2017}}.{\left( {\frac{4}{{2017}}} \right)^{{e^{3x - (m - 1){e^x} + 1}}}}.\left[ {3{e^{3x}} - (m - 1){e^x}} \right]\)
Hàm số đồng biến trên khoảng (1;2) khi:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {y' > 0}\\ {\forall x \in (1;2)} \end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {3{e^{3x}} - (m - 1){e^x} < 0}\\ {\forall x \in (1;2)} \end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {m > 3{e^{2x}} + 1 = f(x)}\\ {\forall x \in (1;2)} \end{array}} \right.\)
Xét hàm số \(f(x) = 3{e^{2x}} + 1\)
Có \(f'(x) = 6{e^{2x}} > 0,\forall x \in (1;2)\)
Bảng biến thiên:
hàm số đồng biến trên khoảng (1).png

Vậy hàm số đồng biến trên khoảng (1;2) khi \(m \ge 3{e^4} + 1.\)
Câu 10:
Tìm giá trị lớn nhất M của \(P = {2^{{{\sin }^2}x}} + {2^{{{\cos }^2}x}}.\)
A. M=3
B. M=2
C. M=4
D. M=5
Ta có: \(P = {2^{{{\sin }^2}x}} + {2^{1 - {{\sin }^2}x}} = {2^{{{\sin }^2}x}} + \frac{2}{{{2^{{{\sin }^2}x}}}}\)
Đặt: \(t = {2^{{{\sin }^2}x}} \Rightarrow t \in \left[ {1;2} \right] \Rightarrow P = t + \frac{2}{t}\)
\(\Rightarrow P'(t) = 1 - \frac{2}{{{t^2}}} \Rightarrow P'(t) = 0 \Leftrightarrow 1 - \frac{2}{{{t^2}}} = 0\)
\(\Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {t = \sqrt 2 }\\ {t = - \sqrt 2 \;(loai)} \end{array}} \right.\)
Suy ra: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {P(1) = 3}\\ {P(2) = 3}\\ {P(\sqrt 2 ) = 2\sqrt 2 } \end{array}} \right. \Rightarrow MaxP = 3 \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {t = 1 \Leftrightarrow \sin x = 0}\\ {t = 2 \Leftrightarrow \cos x = 0} \end{array}} \right.\)