Quảng cáo
3 câu trả lời 238
Để xét tính đơn điệu của hàm số \( f(x) = \frac{x^2 + x + 2}{x - 1} \), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
### Bước 1: Tính đạo hàm
Áp dụng quy tắc đạo hàm thương:
\[
f'(x) = \frac{(x - 1)(2x + 1) - (x^2 + x + 2)(1)}{(x - 1)^2}
\]
### Bước 2: Đơn giản hóa biểu thức đạo hàm
Phát triển tử số:
\[
f'(x) = \frac{(2x^2 + x - 2x - 1) - (x^2 + x + 2)}{(x - 1)^2} = \frac{2x^2 - x - 1 - x^2 - x - 2}{(x - 1)^2}
\]
\[
= \frac{x^2 - 2x - 3}{(x - 1)^2}
\]
### Bước 3: Tìm nghiệm của tử số
Giải phương trình \( x^2 - 2x - 3 = 0 \) bằng cách sử dụng công thức nghiệm:
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} = \frac{2 \pm \sqrt{4 + 12}}{2} = \frac{2 \pm 4}{2}
\]
Vậy nghiệm là:
\[
x_1 = 3, \quad x_2 = -1
\]
### Bước 4: Xét dấu của \( f'(x) \)
Hàm số xác định trên \( \mathbb{R} \setminus \{1\} \). Xét các khoảng:
- Khoảng \( (-\infty, -1) \)
- Khoảng \( (-1, 1) \)
- Khoảng \( (1, 3) \)
- Khoảng \( (3, +\infty) \)
Chọn một điểm trong mỗi khoảng để xét dấu \( f'(x) \):
1. **Khoảng \( (-\infty, -1) \)**: Chọn \( x = -2 \):
\[
f'(-2) = \frac{(-2)^2 - 2(-2) - 3}{(-2 - 1)^2} = \frac{4 + 4 - 3}{9} > 0 \quad \Rightarrow \text{tăng}
\]
2. **Khoảng \( (-1, 1) \)**: Chọn \( x = 0 \):
\[
f'(0) = \frac{0^2 - 2(0) - 3}{(0 - 1)^2} = \frac{-3}{1} < 0 \quad \Rightarrow \text{giảm}
\]
3. **Khoảng \( (1, 3) \)**: Chọn \( x = 2 \):
\[
f'(2) = \frac{2^2 - 2(2) - 3}{(2 - 1)^2} = \frac{4 - 4 - 3}{1} < 0 \quad \Rightarrow \text{giảm}
\]
4. **Khoảng \( (3, +\infty) \)**: Chọn \( x = 4 \):
\[
f'(4) = \frac{4^2 - 2(4) - 3}{(4 - 1)^2} = \frac{16 - 8 - 3}{9} > 0 \quad \Rightarrow \text{tăng}
\]
### Kết luận
- Hàm số \( f(x) \) **tăng** trên \( (-\infty, -1) \).
- Hàm số \( f(x) \) **giảm** trên \( (-1, 1) \) và \( (1, 3) \).
- Hàm số \( f(x) \) **tăng** trên \( (3, +\infty) \).
Vì vậy, hàm số có tính chất đơn điệu như sau:
- Tăng trên \( (-\infty, -1) \) và \( (3, +\infty) \).
- Giảm trên \( (-1, 1) \) và \( (1, 3) \).
**1. Tính đạo hàm:**
y' = [(2x + 1)(x - 1) - (x² + x + 2)] / (x - 1)²
y' = (x² - 2x - 3) / (x - 1)²
**2. Xét dấu đạo hàm:**
y' = 0 <=> x² - 2x - 3 = 0 <=> (x - 3)(x + 1) = 0
<=> x = 3 hoặc x = -1
Bảng xét dấu:
| Khoảng | (-∞; -1) | (-1; 1) | (1; 3) | (3; +∞) |
|---|---|---|---|---|
| y' | + | - | - | + |
| y | Tăng | Giảm | Giảm | Tăng |
**Kết luận:**
- Hàm số đồng biến trên các khoảng (-∞; -1) và (3; +∞).
- Hàm số nghịch biến trên các khoảng (-1; 1) và (1; 3).
$f'(x) = \frac{(x-1) - (x+2)}{(x-1)^2} = \frac{-3}{(x-1)^2}$$
Do $(x-1)^2 > 0$ với mọi $x \neq 1$, nên $f'(x) < 0$ với mọi $x \neq 1$
Hàm số $f(x) = \frac{x+2}{x-1}$ nghịch biến trên các khoảng $(-\infty, 1)$ và $(1, +\infty)$.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?

