Chào mừng các em học sinh đến với chuyên mục giải bài tập Toán 12 tập 1 của giaibaitoan.com. Ở bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp lời giải chi tiết và dễ hiểu cho các bài tập trong mục 1, trang 6, 7 và 8 của sách giáo khoa Toán 12 tập 1 chương trình Chân trời sáng tạo.
Mục tiêu của chúng tôi là giúp các em nắm vững kiến thức, rèn luyện kỹ năng giải toán và đạt kết quả tốt nhất trong môn học Toán.
Tính đơn điệu của hàm số
Trả lời câu hỏi Thực hành 3 trang 9 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Chứng minh rằng hàm số \(f\left( x \right) = 3x - sinx\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\)
Phương pháp giải:
Tìm tập xác định D, đạo hàm f’(x) và dựa vào tính chất \( - 1 \le \cos x \le 1\)
Lời giải chi tiết:
Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\)
\(f'(x) = 3 - \cos x\)
Ta có: \( - 1 \le \cos x \le 1\) nên \(2 \le 3 - \cos x \le 4\). Vì vậy \(f'(x) > 0\forall x \in \mathbb{R}\)
=> Hàm số \(f\left( x \right){\rm{ }} = {\rm{ }}3x{\rm{ }} - {\rm{ }}sinx\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\)
Trả lời câu hỏi Khám phá 1 trang 7 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Cho hàm số y = f(x) = \({x^2}\)
a) Từ đồ thị của hàm số y = f(x) (Hình 4), hãy chỉ ra các
khoảng đồng biến và nghịch biến của hàm số đã cho.
b) Tính đạo hàm f '(x) và xét dấu f '(x).
c) Từ đó, nhận xét về mối liên hệ giữa các khoảng đồng biến,
nghịch biến của hàm số với dấu của f '(x).
Phương pháp giải:
a) Hàm số y = f(x) gọi là đồng biến (tăng) trên K nếu với mọi \({x_1}\), \({x_2}\) thuộc K mà \({x_1}\) < \({x_2}\) thì f(\({x_1}\)) < f(\({x_2}\)). Hàm số y = f(x) gọi là nghịch biến (giảm) trên K nếu với mọi \({x_1}\), \({x_2}\) thuộc K mà \({x_1}\) < \({x_2}\) thì f(\({x_1}\)) > f(\({x_2}\)).
b) Dựa vào công thức đạo hàm để tìm f '(x)
c) So sánh và rút ra nhận xét
Lời giải chi tiết:
a) Hàm số đồng biến trên khoảng (0; \( + \infty \))
Hàm số nghịch biến trên khoảng (\( - \infty \); 0)
b) f '(x) = (\({x^2}\))' = 2x
Ta có:
f '(x) > 0 \( \Leftrightarrow 2x > 0 \Leftrightarrow x > 0\)
f '(x) < 0 \( \Leftrightarrow 2x < 0 \Leftrightarrow x < 0\)
c) Nhận xét:
f’(x) > 0 trên K thì y = f(x) đồng biến trên K
f’(x) < 0 trên K thì y = f(x) nghịch biến trên K
Trả lời câu hỏi Thực hành 2 trang 9 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Xét tính đơn điệu của các hàm số sau:
a) \(f(x) = {x^3} - 6{x^2} + 9x\)
b) \(g(x) = \frac{1}{x}\)
Phương pháp giải:
Xác định tập xác định D, đạo hàm f’(x) và lập bảng biến thiên
Lời giải chi tiết:
a) \(f(x) = {x^3} - 6{x^2} + 9x\)
Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\)
\(f'(x) = 3{x^2} - 12x + 9\)
\(f'(x) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 3\\x = 1\end{array} \right.\)
Bảng biến thiên:
Vậy hàm số \(f(x) = {x^3} - 6{x^2} + 9x\) đồng biến trên các khoảng (\( - \infty \); 1) và (3; \( + \infty \)), nghịch biến trên khoảng (1; 3)
b) \(g(x) = \frac{1}{x}\)
Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\backslash \{ 0\} \)
\(g'(x) = - \frac{1}{{{x^2}}}\)
Vì \({x^2} > 0\forall x \in \mathbb{R}\backslash \{ 0\} \) nên \(g'(x) < 0\forall x \in \mathbb{R}\backslash \{ 0\} \)
Bảng biến thiên:
Vậy hàm số \(g(x) = \frac{1}{x}\) nghịch biến trên các khoảng (\( - \infty \); 0) và (0; \( + \infty \))
Trả lời câu hỏi Thực hành 1 trang 7 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Tìm các khoảng đơn điệu của hàm số y = f(x) có đồ thị cho ở Hình 3.
Phương pháp giải:
Hàm số y = f(x) gọi là đồng biến (tăng) trên K nếu với mọi \({x_1}\), \({x_2}\) thuộc K mà \({x_1}\) < \({x_2}\) thì f(\({x_1}\)) < f(\({x_2}\)). Hàm số y = f(x) gọi là nghịch biến (giảm) trên K nếu với mọi \({x_1}\), \({x_2}\) thuộc K mà \({x_1}\) < \({x_2}\) thì f(\({x_1}\)) > f(\({x_2}\)).
Lời giải chi tiết:
Hàm số đồng biến trên các khoảng (−3; -2) và (-1; 0)
Hàm số nghịch biến trên khoảng (-2; -1) và (0; 1)
Trả lời câu hỏi Vận dụng 1 trang 9 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Hãy trả lời câu hỏi trong Khởi động (trang 6) bằng cách xét dấu đạo hàm của hàm số \(h\left( t \right) = 6{t^3} - 81{t^2} + 324t\) với \(0 \le t \le 8\)
Trong 8 phút đầu kể từ khi xuất phát, độ cao h (tính bằng mét) của khinh khí cầu vào thời điểm t phút được cho bởi công thức \(h\left( t \right) = 6{t^3} - 81{t^2} + 324t\). Đồ thị của hàm số h(t) được biểu diễn trong hình bên. Trong các khoảng thời gian nào khinh khí cầu tăng dần độ cao, giảm dần độ cao? Độ cao của khinh khí cầu vào các thời điểm 3 phút và 6 phút sau khi xuất phát có gì đặc biệt?
Phương pháp giải:
Xét dấu h’(x) để tìm ra các khoảng đồng biến, nghịch biến
Lời giải chi tiết:
\(h\left( t \right) = 6{t^3} - 81{t^2} + 324t\)
Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\)
\(h'(t) = 18{t^2} - 162t + 324\)
\(h'(t) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = 3\\t = 6\end{array} \right.\)
Bảng biến thiên:
Trong thời gian từ lúc xuất phát đến thời điểm 3 phút, độ cao của khinh khí cầu tăng dần từ 0m lên 405m
Độ cao của khinh khí cầu tăng dần từ 0m lên 405m trong thời gian từ lúc xuất phát đến thời điểm 3 phút, từ 324m lên 480m trong thời gian từ 6 phút đến 8 phút
Độ cao của khinh khí cầu giảm dần từ 405m xuống 324m trong thời gian từ 3 phút đến 6 phút
Trả lời câu hỏi Thực hành 1 trang 7 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Tìm các khoảng đơn điệu của hàm số y = f(x) có đồ thị cho ở Hình 3.
Phương pháp giải:
Hàm số y = f(x) gọi là đồng biến (tăng) trên K nếu với mọi \({x_1}\), \({x_2}\) thuộc K mà \({x_1}\) < \({x_2}\) thì f(\({x_1}\)) < f(\({x_2}\)). Hàm số y = f(x) gọi là nghịch biến (giảm) trên K nếu với mọi \({x_1}\), \({x_2}\) thuộc K mà \({x_1}\) < \({x_2}\) thì f(\({x_1}\)) > f(\({x_2}\)).
Lời giải chi tiết:
Hàm số đồng biến trên các khoảng (−3; -2) và (-1; 0)
Hàm số nghịch biến trên khoảng (-2; -1) và (0; 1)
Trả lời câu hỏi Khám phá 1 trang 7 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Cho hàm số y = f(x) = \({x^2}\)
a) Từ đồ thị của hàm số y = f(x) (Hình 4), hãy chỉ ra các
khoảng đồng biến và nghịch biến của hàm số đã cho.
b) Tính đạo hàm f '(x) và xét dấu f '(x).
c) Từ đó, nhận xét về mối liên hệ giữa các khoảng đồng biến,
nghịch biến của hàm số với dấu của f '(x).
Phương pháp giải:
a) Hàm số y = f(x) gọi là đồng biến (tăng) trên K nếu với mọi \({x_1}\), \({x_2}\) thuộc K mà \({x_1}\) < \({x_2}\) thì f(\({x_1}\)) < f(\({x_2}\)). Hàm số y = f(x) gọi là nghịch biến (giảm) trên K nếu với mọi \({x_1}\), \({x_2}\) thuộc K mà \({x_1}\) < \({x_2}\) thì f(\({x_1}\)) > f(\({x_2}\)).
b) Dựa vào công thức đạo hàm để tìm f '(x)
c) So sánh và rút ra nhận xét
Lời giải chi tiết:
a) Hàm số đồng biến trên khoảng (0; \( + \infty \))
Hàm số nghịch biến trên khoảng (\( - \infty \); 0)
b) f '(x) = (\({x^2}\))' = 2x
Ta có:
f '(x) > 0 \( \Leftrightarrow 2x > 0 \Leftrightarrow x > 0\)
f '(x) < 0 \( \Leftrightarrow 2x < 0 \Leftrightarrow x < 0\)
c) Nhận xét:
f’(x) > 0 trên K thì y = f(x) đồng biến trên K
f’(x) < 0 trên K thì y = f(x) nghịch biến trên K
Trả lời câu hỏi Thực hành 2 trang 9 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Xét tính đơn điệu của các hàm số sau:
a) \(f(x) = {x^3} - 6{x^2} + 9x\)
b) \(g(x) = \frac{1}{x}\)
Phương pháp giải:
Xác định tập xác định D, đạo hàm f’(x) và lập bảng biến thiên
Lời giải chi tiết:
a) \(f(x) = {x^3} - 6{x^2} + 9x\)
Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\)
\(f'(x) = 3{x^2} - 12x + 9\)
\(f'(x) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 3\\x = 1\end{array} \right.\)
Bảng biến thiên:
Vậy hàm số \(f(x) = {x^3} - 6{x^2} + 9x\) đồng biến trên các khoảng (\( - \infty \); 1) và (3; \( + \infty \)), nghịch biến trên khoảng (1; 3)
b) \(g(x) = \frac{1}{x}\)
Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\backslash \{ 0\} \)
\(g'(x) = - \frac{1}{{{x^2}}}\)
Vì \({x^2} > 0\forall x \in \mathbb{R}\backslash \{ 0\} \) nên \(g'(x) < 0\forall x \in \mathbb{R}\backslash \{ 0\} \)
Bảng biến thiên:
Vậy hàm số \(g(x) = \frac{1}{x}\) nghịch biến trên các khoảng (\( - \infty \); 0) và (0; \( + \infty \))
Trả lời câu hỏi Thực hành 3 trang 9 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Chứng minh rằng hàm số \(f\left( x \right) = 3x - sinx\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\)
Phương pháp giải:
Tìm tập xác định D, đạo hàm f’(x) và dựa vào tính chất \( - 1 \le \cos x \le 1\)
Lời giải chi tiết:
Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\)
\(f'(x) = 3 - \cos x\)
Ta có: \( - 1 \le \cos x \le 1\) nên \(2 \le 3 - \cos x \le 4\). Vì vậy \(f'(x) > 0\forall x \in \mathbb{R}\)
=> Hàm số \(f\left( x \right){\rm{ }} = {\rm{ }}3x{\rm{ }} - {\rm{ }}sinx\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\)
Trả lời câu hỏi Vận dụng 1 trang 9 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Hãy trả lời câu hỏi trong Khởi động (trang 6) bằng cách xét dấu đạo hàm của hàm số \(h\left( t \right) = 6{t^3} - 81{t^2} + 324t\) với \(0 \le t \le 8\)
Trong 8 phút đầu kể từ khi xuất phát, độ cao h (tính bằng mét) của khinh khí cầu vào thời điểm t phút được cho bởi công thức \(h\left( t \right) = 6{t^3} - 81{t^2} + 324t\). Đồ thị của hàm số h(t) được biểu diễn trong hình bên. Trong các khoảng thời gian nào khinh khí cầu tăng dần độ cao, giảm dần độ cao? Độ cao của khinh khí cầu vào các thời điểm 3 phút và 6 phút sau khi xuất phát có gì đặc biệt?
Phương pháp giải:
Xét dấu h’(x) để tìm ra các khoảng đồng biến, nghịch biến
Lời giải chi tiết:
\(h\left( t \right) = 6{t^3} - 81{t^2} + 324t\)
Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\)
\(h'(t) = 18{t^2} - 162t + 324\)
\(h'(t) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = 3\\t = 6\end{array} \right.\)
Bảng biến thiên:
Trong thời gian từ lúc xuất phát đến thời điểm 3 phút, độ cao của khinh khí cầu tăng dần từ 0m lên 405m
Độ cao của khinh khí cầu tăng dần từ 0m lên 405m trong thời gian từ lúc xuất phát đến thời điểm 3 phút, từ 324m lên 480m trong thời gian từ 6 phút đến 8 phút
Độ cao của khinh khí cầu giảm dần từ 405m xuống 324m trong thời gian từ 3 phút đến 6 phút
Mục 1 của chương trình Toán 12 tập 1 Chân trời sáng tạo tập trung vào việc ôn tập và hệ thống hóa kiến thức về hàm số và đồ thị. Đây là nền tảng quan trọng để các em tiếp cận các kiến thức nâng cao hơn trong chương trình học. Các bài tập trong mục này thường yêu cầu học sinh vận dụng các kiến thức về tập xác định, tập giá trị, tính đơn điệu, cực trị của hàm số, và vẽ đồ thị hàm số.
Bài 1 yêu cầu học sinh xác định tập xác định, tập giá trị, khoảng đồng biến, nghịch biến của các hàm số đơn giản. Để giải bài tập này, các em cần nắm vững định nghĩa và các tính chất của hàm số. Ví dụ, để xác định tập xác định của hàm số, các em cần tìm các giá trị của x sao cho biểu thức của hàm số có nghĩa.
Bài 2 tập trung vào việc vẽ đồ thị hàm số. Để vẽ đồ thị hàm số, các em cần xác định các điểm đặc biệt của đồ thị, như điểm cực trị, điểm uốn, giao điểm với các trục tọa độ. Sau đó, các em có thể vẽ đồ thị bằng cách nối các điểm này lại với nhau.
Bài 3 yêu cầu học sinh giải các bài toán thực tế liên quan đến hàm số. Để giải bài toán này, các em cần phân tích bài toán, xây dựng mô hình toán học, và giải phương trình hoặc bất phương trình tương ứng.
Dưới đây là hướng dẫn giải chi tiết từng bài tập trong mục 1 trang 6, 7, 8 SGK Toán 12 tập 1 Chân trời sáng tạo:
(Lời giải chi tiết cho từng bài tập sẽ được trình bày cụ thể, bao gồm các bước giải, giải thích rõ ràng và các lưu ý quan trọng.)
Ngoài sách giáo khoa, các em có thể tham khảo thêm các tài liệu sau để học tốt môn Toán 12:
Hy vọng rằng với hướng dẫn chi tiết này, các em sẽ giải quyết thành công các bài tập trong mục 1 trang 6, 7, 8 SGK Toán 12 tập 1 Chân trời sáng tạo. Chúc các em học tập tốt!
