Video hướng dẫn giải - giải bài 4 trang 44 sgk giải tích 12

Hàm số đồng biến trên khoảng \[\left[ -\infty ;\ -1 \right]\] và \[\left[ 0;\ 1 \right];\] hàm số nghịch biến trên khoảng \[\left[ -1;\ 0 \right]\] và \[\left[ 1;+\infty \right].\]

Video hướng dẫn giải

Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn
  • LG a
  • LG b
  • LG c

Bằng cách khảo sát hàm số, hãy tìm số nghiệm của các phương trình sau:

LG a

\[{x^3}-3{x^2} + 5 = 0\];

Phương pháp giải:

+] Khảo sát sự biến thiên của các hàm số \[y=f\left[ x \right]\] lập bảng biến thiên, vẽ đồ thị hàm số.

+] Số nghiệm của phương trình \[f\left[ x \right]=a\] là số giao điểm của đồ thị hàm số \[y=f\left[ x \right]\] với đường thẳng \[y=a.\]

+] Khi đó dựa vào đồ thị hàm số để xác định số giao điểm và kết luận.

Lời giải chi tiết:

Xét hàm số: \[y={{x}^{3}}-3{{x}^{2}}+5\]

+] Tập xác định: \[D=R.\]

+] Sự biến thiên:

Ta có: \[y'=3{{x}^{2}}-6x\Rightarrow y'=0\] \[\Leftrightarrow 3{{x}^{2}}-6x=0\] \[\Leftrightarrow \left[ \begin{align} & x=0 \\ & x=2 \\ \end{align} \right..\]

Hàm số đồng biến trên khoảng \[\left[- \infty ;0 \right]\] và \[\left[ 2;+\infty \right]\]; hàm số nghịch biến trên khoảng \[\left[ 0;\ 2 \right].\]

Hàm số đạt cực đại tại \[x=0;\ \ {{y}_{CD}}=5.\]

Hàm số đạt cực tiểu tại \[x=2;\ \ {{y}_{CT}}=1.\]

+] Giới hạn: \[\mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } y = - \infty ,\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } y = + \infty \]

Bảng biến thiên:

+] Đồ thị hàm số:

Đồ thị hàm số cắt trục \[Oy\] tại điểm \[\left[ 0;\ 5 \right].\]

Số nghiệm của phương trình \[{{x}^{3}}-3{{x}^{2}}+5=0\] là số giao điểm của đồ thị hàm số \[y={{x}^{3}}-3{{x}^{2}}+5\] và trục hoành.

Từ đồ thị hàm số ta thấy đồ thị hàm số giao với trục hoành tại 1 điểm duy nhất.

Vậy phương trình đã cho có nghiệm duy nhất.

LG b

\[- 2{x^3} + 3{x^2}-2 = 0\];

Phương pháp giải:

Xét phương trình tương đương, sau đó:

+] Khảo sát sự biến thiên của các hàm số \[y=f\left[ x \right]\] lập bảng biến thiên, vẽ đồ thị hàm số.

+] Số nghiệm của phương trình \[f\left[ x \right]=a\] là số giao điểm của đồ thị hàm số \[y=f\left[ x \right]\] với đường thẳng \[y=a.\]

+] Khi đó dựa vào đồ thị hàm số để xác định số giao điểm và kết luận.

Lời giải chi tiết:

\[-2{{x}^{3}}+3{{x}^{2}}-2=0.[*]\]

Ta có: [*] \[\Leftrightarrow 2{{x}^{3}}-3{{x}^{2}}=-2.\]

Xét hàm số: \[y=2{{x}^{3}}-3{{x}^{2}}.\]

Tập xác định: \[D=R.\]

Ta có: \[y'=6{{x}^{2}}-6x\] \[\Rightarrow y'=0\Leftrightarrow 6{{x}^{2}}-6x=0\] \[\Leftrightarrow \left[ \begin{align} & x=0 \\ & x=1 \\ \end{align} \right..\]

Hàm số đồng biến trên khoảng \[\left[ -\infty ;\ 0 \right]\] và \[\left[ 1;+\infty \right];\] nghịch biến trên khoảng \[\left[ 0;\ 1 \right].\]

Hàm số đạt cực đại tại \[x=0;\ \ {{y}_{CD}}=0.\]

Hàm số đạt cực tiểu tại \[x=1;\ {{y}_{CT}}=-1.\]

Giới hạn:\[\mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } y = - \infty ,\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } y = + \infty \]

Bảng biến thiên:

Đồ thị:

Số nghiệm của phương trình \[-2{{x}^{3}}+3{{x}^{2}}-2=0\] là số giao điểm của đồ thị hàm số \[y=2{{x}^{3}}-3{{x}^{2}}\] và đường thẳng \[y=-2.\]

Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy đường thẳng \[y=-2\] cắt đồ thị hàm số \[y=2{{x}^{3}}-3{{x}^{2}}\] tại 1 điểm duy nhất.

Vậy phương trình đã cho có nghiệm duy nhất.

Cách khác:

Xét hàm số\[y = {\rm{ }}f\left[ x \right] = - 2{x^3}\; + {\rm{ }}3{x^2}-2.\]

- TXĐ: \[D = \mathbb R\]

- Sự biến thiên:

+ Chiều biến thiên:

\[\begin{array}{*{20}{l}}
{y' = - 6{x^2}\; + {\rm{ }}6x = - 6x\left[ {x - 1} \right]}\\
{y' = 0{\rm{ }} \Leftrightarrow {\rm{ }}x = 0{\rm{ }};{\rm{ }}x = 1}
\end{array}\]

+ Giới hạn: \[\mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } f\left[ x \right] = + \infty ,\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } f\left[ x \right] = - \infty \]

+ Bảng biến thiên:

- Đồ thị:

Đồ thị hàm số \[y = f[x]\] cắt trục hoành tại 1 điểm duy nhất

phương trình \[f[x] = 0]\] có nghiệm duy nhất.

Vậy phương trình \[ - 2{x^3}\; + 3{x^2}\; -2 = 0\]chỉ có một nghiệm.

LG c

\[2{x^2}-{x^4} = - 1\].

Phương pháp giải:

+] Khảo sát sự biến thiên của các hàm số \[y=f\left[ x \right]\] lập bảng biến thiên, vẽ đồ thị hàm số.

+] Số nghiệm của phương trình \[f\left[ x \right]=a\] là số giao điểm của đồ thị hàm số \[y=f\left[ x \right]\] với đường thẳng \[y=a.\]

+] Khi đó dựa vào đồ thị hàm số để xác định số giao điểm và kết luận.

Lời giải chi tiết:

\[2{{x}^{2}}-{{x}^{4}}=-1.\]

Xét hàm số: \[y=2{{x}^{2}}-{{x}^{4}}.\]

Tập xác định: \[D=R.\]

Sự biến thiên: \[y'=4x-4{{x}^{3}}\Rightarrow y'=0\] \[\Leftrightarrow 4x-4{{x}^{3}}=0\Leftrightarrow \left[ \begin{align}& x=0 \\ & x=\pm 1 \\ \end{align} \right..\]

Hàm số đồng biến trên khoảng \[\left[ -\infty ;\ -1 \right]\] và \[\left[ 0;\ 1 \right];\] hàm số nghịch biến trên khoảng \[\left[ -1;\ 0 \right]\] và \[\left[ 1;+\infty \right].\]

Hàm số đạt cực đại tại hai điểm \[x=-1\] và \[x=1;\ \ {{y}_{CD}}=1.\]

Hàm số đạt cực tiểu tại \[x=0;\ {{y}_{CT}}=0.\]

Giới hạn:\[\mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } y = - \infty ,\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } y = - \infty \]

Bảng biến thiên:

Đồ thị:

Số nghiệm của phương trình \[2{{x}^{2}}-{{x}^{4}}=-1\] là số giao điểm của đồ thị hàm số \[y=2{{x}^{2}}-{{x}^{4}}\] và đường thẳng \[y=-1.\]

Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy đường thẳng \[y=-1\] cắt đồ thị hàm số \[y=2{{x}^{2}}-{{x}^{4}}\] tại hai điểm phân biệt.

Vậy phương trình đã cho có 2 nghiệm phân biệt.

Video liên quan

Bài Viết Liên Quan

Chủ Đề