TopStudy

Đáp án và lời giải

Đề kiểm tra Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số lớp 12 (có lời giải) - Đề 5

Về trang đề

Câu 1

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Xét hàm số f(x)=x2+4x, ∀x∈(0;+∞)f\left( x \right) = \frac{{{x^2} + 4}}{x},\,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)

Ta có f′(x)=x2−4x2f'\left( x \right) = \frac{{{x^2} - 4}}{{{x^2}}}. Khi đó f′(x)=0,x∈(0;+∞)⇔x=2f'\left( x \right) = 0,x \in \left( {0; + \infty } \right) \Leftrightarrow x = 2.

Ngoài ra: lim⁡x→0+=+∞, lim⁡x→+∞=+∞\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} = + \infty ,\,\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } = + \infty

Ta có bảng biến thiên hàm số như sau:

Hình minh hoạ

Khi đó: Hàm số đạt giá trị nhỏ nhất bằng 44tại điểm x=2x = 2

Câu 2

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Ta có y=x4−4x2+5⇒y′=4x3−8xy = {x^4} - 4{x^2} + 5 \Rightarrow y' = 4{x^3} - 8x , y′=0⇔4x3−8x=0⇔[x=0x=2x=−2y' = 0 \Leftrightarrow 4{x^3} - 8x = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = \sqrt 2 \\x = - \sqrt 2 \end{array} \right..

Do: f(2)=1 ;f(−2)=1 ; f(0)=5 ; f(−2)=5 ; f(3)=50f(\sqrt 2 ) = 1\,;f( - \sqrt 2 ) = 1\,;\,f(0) = 5\,;\,f( - 2) = 5\,;\,f(3) = 50.

Suy ra giá trị lớn nhất của hàm số y=x4−4x2+5y = {x^4} - 4{x^2} + 5trên [−2;3]\left[ { - 2;3} \right]là 5050 tại x=3x = 3.

Câu 3

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Xét hàm số y=f(x)y = f\left( x \right) trên đoạn [−1 ; 3]\left[ { - 1\,;\,3} \right]. Dựa vào đồ thị ta có max⁡[−1;3]f(x)=f(3)=3\mathop {\max }\limits_{\left[ { - 1;3} \right]} f\left( x \right) = f\left( 3 \right) = 3.

Câu 4

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Dựa vào đồ thị hàm số, ta được: {M=0m=−4⇒M+m=−4.\left\{ \begin{array}{l}M = 0\\m = - 4\end{array} \right. \Rightarrow M + m = - 4..

Câu 5

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Ta có −1≤cos⁡5x≤1⇔−2≤2cos⁡5x≤2⇔−1≤2cos⁡5x+1≤3- 1 \le \cos 5x \le 1 \Leftrightarrow - 2 \le 2\cos 5x \le 2 \Leftrightarrow - 1 \le 2\cos 5x + 1 \le 3.

Đặt t=2cos⁡5x+1t = 2\cos 5x + 1 với x∈[−2;3]x \in \left[ { - 2;3} \right] thì t∈[−1;3]t \in \left[ { - 1;3} \right].

Khi đó, y=f(2cos⁡5x+1)=f(t)y = f\left( {2\cos 5x + 1} \right) = f\left( t \right) với t∈[−1;3]t \in \left[ { - 1;3} \right].

Suy ra: {M=5m=0⇒M−2m=5.\left\{ \begin{array}{l}M = 5\\m = 0\end{array} \right. \Rightarrow M - 2m = 5.

Câu 6

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Ta có bảng biến thiên của hàm số y=f(x)y = f\left( x \right) trên đoạn [0;5]\left[ {0;5} \right]

Hình minh hoạ

Từ bảng biến thiên ta thấy Min[0;5]f(x)=f(2);f(2)<f(3)\mathop {Min}\limits_{\left[ {0;5} \right]} f\left( x \right) = f\left( 2 \right);f\left( 2 \right) < f\left( 3 \right)

Mà f(0)+f(3)=f(2)+f(5)f\left( 0 \right) + f\left( 3 \right) = f\left( 2 \right) + f\left( 5 \right) nên f(5)>f(0)f\left( 5 \right) > f\left( 0 \right)

Vậy Max[0;5]f(x)=f(5)\mathop {Max}\limits_{\left[ {0;5} \right]} f\left( x \right) = f\left( 5 \right).

Câu 7

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Từ bảng biến thiên của hàm số y=f(x)y = f\left( x \right) và lim⁡x→+∞f(x)=−4\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } f\left( x \right) = - 4 ta suy ra không tồn tại giá trị nhỏ nhất của hàm số f(x)f\left( x \right) trên nửa khoảng [−1; +∞)\left[ { - 1;\, + \infty } \right).

Câu 8

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Trên đoạn [−1; 2]\left[ { - 1;\,2} \right], giá trị lớn nhất của hàm số là M=3M = 3, giá trị nhỏ nhất của hàm số là m=0m = 0 . Vậy 2M+3m=6.2M + 3m = 6.

Câu 9

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Đặt t=sin⁡x+1t = \sin x + 1, vì ∀x∈R, sin⁡x∈[−1; 1]⇒t∈[0; 2]\forall x \in \mathbb{R},\,\sin x \in \left[ { - 1;\,1} \right] \Rightarrow t \in \left[ {0;\,2} \right].

Xét hàm số y=f(t),  t∈[0; 2]y = f\left( t \right),\,\,t \in \left[ {0;\,2} \right]. Từ đồ thị đã cho ta có M=Max[0;2]f(t)=f(0)=2.M = \mathop {Max}\limits_{\left[ {0;2} \right]} f\left( t \right) = f\left( 0 \right) = 2.

Câu 10

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Xét hàm số g(x)=x3−3x2−1g\left( x \right) = {x^3} - 3{x^2} - 1.

g′(x)=3x2−6xg'\left( x \right) = 3{x^2} - 6x.

g′(x)=0⇔3x2−6x=0⇔[x=0∈(− 1;3)x=2∈(− 1;3)g'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow 3{x^2} - 6x = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0 \in \left( { - \,1;3} \right)\\x = 2 \in \left( { - \,1;3} \right)\end{array} \right..

Ta có f(−1)=∣g(−1)∣=5;  f(0)=∣g(0)∣=1;  f(2)=∣g(2)∣=5;  f(3)=∣g(3)∣=1f\left( { - 1} \right) = \left| {g\left( { - 1} \right)} \right| = 5;\,\,f\left( 0 \right) = \left| {g\left( 0 \right)} \right| = 1;\,\,f\left( 2 \right) = \left| {g\left( 2 \right)} \right| = 5;\,\,f\left( 3 \right) = \left| {g\left( 3 \right)} \right| = 1.

Vậy max⁡[− 1;3]f(x)=5\mathop {\max }\limits_{\left[ { - \,1;3} \right]} f\left( x \right) = 5.

Câu 11

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Ta có y′=3x2−3=0⇔[x=1∈(0;2)x=− 1∉(0;2)y' = 3{x^2} - 3 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 1 \in \left( {0;2} \right)\\x = - \,1 \notin \left( {0;2} \right)\end{array} \right..

y(0)=m;  y(1)=m−2;  y(2)=m+2y\left( 0 \right) = m;\,\,y\left( 1 \right) = m - 2;\,\,y\left( 2 \right) = m + 2.

min⁡[0;2]y=1⇔m−2=1⇔m=3\mathop {\min }\limits_{\left[ {0;2} \right]} y = 1 \Leftrightarrow m - 2 = 1 \Leftrightarrow m = 3.

Câu 12

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Ta có f′(x)=−1−m2(x−1)2<0,  ∀x∈[− 2;0]f'\left( x \right) = \frac{{ - 1 - {m^2}}}{{{{\left( {x - 1} \right)}^2}}} < 0,\,\,\forall x \in \left[ { - \,2;0} \right] nên hàm số nghịch biến trên [− 2;0]\left[ { - \,2;0} \right].

Khi đó min⁡[− 2;0]f(x)=f(0)=−m2\mathop {\min }\limits_{\left[ { - \,2;0} \right]} f\left( x \right) = f\left( 0 \right) = - {m^2}.

Mà min⁡[− 2;0]f(x)>− 4⇔− m2>− 4⇔m2<4⇔− 2<m<2\mathop {\min }\limits_{\left[ { - \,2;0} \right]} f\left( x \right) > - \,4 \Leftrightarrow - \,{m^2} > - \,4 \Leftrightarrow {m^2} < 4 \Leftrightarrow - \,2 < m < 2.

Câu 13

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Xét y=x2+mx+mx+1y = \frac{{{x^2} + mx + m}}{{x + 1}}. Ta có: f′(x)=x2+2x(x+1)2f'\left( x \right) = \frac{{{x^2} + 2x}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}, f′(x)=0⇔[x=0∉[1;2]x=−2∉[1;2]f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0 \notin \left[ {1;2} \right]\\x = - 2 \notin \left[ {1;2} \right]\end{array} \right..

Mà f(1)=2m+12,f(2)=3m+43⇒max⁡x∈[1;2]y∈{∣2m+12∣;∣3m+43∣}f\left( 1 \right) = \frac{{2m + 1}}{2},f\left( 2 \right) = \frac{{3m + 4}}{3} \Rightarrow \mathop {\max }\limits_{x \in \left[ {1;2} \right]} y \in \left\{ {\left| {\frac{{2m + 1}}{2}} \right|;\left| {\frac{{3m + 4}}{3}} \right|} \right\}.

Trường hợp 1: max⁡x∈[1;2]y=∣2m+12∣=2⇒[m=32m=−52\mathop {\max }\limits_{x \in \left[ {1;2} \right]} y = \left| {\frac{{2m + 1}}{2}} \right| = 2 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}m = \frac{3}{2}\\m = - \frac{5}{2}\end{array} \right..

• Với m=32⇒∣3m+43∣=176>2m = \frac{3}{2} \Rightarrow \left| {\frac{{3m + 4}}{3}} \right| = \frac{{17}}{6} > 2 (loại)

• Với m=−52⇒∣3m+43∣=76<2m = - \frac{5}{2} \Rightarrow \left| {\frac{{3m + 4}}{3}} \right| = \frac{7}{6} < 2 (thỏa mãn)

Trường hợp 2: max⁡x∈[1;2]y=∣3m+43∣=2⇒[3m+4=63m+4=−6⇔[m=23m=−103\mathop {\max }\limits_{x \in \left[ {1;2} \right]} y = \left| {\frac{{3m + 4}}{3}} \right| = 2 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}3m + 4 = 6\\3m + 4 = - 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m = \frac{2}{3}\\m = - \frac{{10}}{3}\end{array} \right..

• Với m=23⇒∣2m+12∣=76<2m = \frac{2}{3} \Rightarrow \left| {\frac{{2m + 1}}{2}} \right| = \frac{7}{6} < 2 (thỏa mãn)

• Với m=−103⇒∣2m+12∣=176>2m = - \frac{{10}}{3} \Rightarrow \left| {\frac{{2m + 1}}{2}} \right| = \frac{{17}}{6} > 2 (loại)

Vậy có 22 giá trị của mm thỏa mãn.

Câu 14

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Hình minh hoạ

Giả sử độ dài cạnh hình vuông của các miếng tôn bị cắt bỏ bằng x (0<2x<15⇔0<x<152)x\,(0 < 2x < 15 \Leftrightarrow 0 < x < \frac{{15}}{2}). Khi đó hình hộp chữ nhật có chiều cao bằng x, chiều rộng bằng 15−2x15 - 2x và chiều dài bằng 24−2x24 - 2x. Suy ra hình hộp chữ nhật có thể tích V=x(15−2x)(24−2x)=4x3−78x2+360xV = x\left( {15 - 2x} \right)\left( {24 - 2x} \right) = 4{x^3} - 78{x^2} + 360x.

Xét hàm f(x)=4x3−78x2+360xf\left( x \right) = 4{x^3} - 78{x^2} + 360x trên (0;152)\left( {0;\frac{{15}}{2}} \right).

f′(x)=12x2−156x+360=0⇔[x=3x=10f'\left( x \right) = 12{x^2} - 156x + 360 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 3\\x = 10\end{array} \right.. Bảng biến thiên hàm số f(x)f\left( x \right) trên (0;152)\left( {0;\frac{{15}}{2}} \right):

Hình minh hoạ

Dựa vào bảng biến thiên ta có hàm số đạt giá trị lớn nhất trên (0;152)\left( {0;\frac{{15}}{2}} \right) tại x=3x = 3 hay hình hộp chữ nhật có thể tích lớn nhất khi độ dài cạnh hình vuông của miếng tôn bị cắt bỏ bằng 3 cm.

Câu 15

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a. Ta có y′=6x2+6xy' = 6{x^2} + 6x.

Trên khoảng (−2;1)\left( { - 2;1} \right), y′=0⇔[x=−1(N)x=0(N)y' = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - 1{\rm{ }}\left( N \right)\\x = 0{\rm{ }}\left( N \right)\end{array} \right..

y(−2)=−5y\left( { - 2} \right) = - 5, y(−1)=0y\left( { - 1} \right) = 0, y(0)=−1y\left( 0 \right) = - 1, y(1)=4y\left( 1 \right) = 4.

Vậy min⁡[−2;1]y=y(−2)=−5\mathop {\min }\limits_{\left[ { - 2;1} \right]} y = y\left( { - 2} \right) = - 5 nên câu a đúng.

b. Ta có y′=12x2−24x+9y' = 12{x^2} - 24x + 9.

Trên khoảng (0;1)\left( {0;1} \right), y′=0⇔[x=12(N)x=32(L)y' = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{1}{2}{\rm{ }}\left( N \right)\\x = \frac{3}{2}{\rm{ }}\left( L \right)\end{array} \right..

y(0)=0y\left( 0 \right) = 0, y(12)=2y\left( {\frac{1}{2}} \right) = 2, y(1)=1y\left( 1 \right) = 1.

Vậy max⁡[0;1]y=y(12)=2\mathop {\max }\limits_{\left[ {0;1} \right]} y = y\left( {\frac{1}{2}} \right) = 2 nên câu b sai.

c. Điều kiện 4x−x2≥0⇔0≤x≤44x - {x^2} \ge 0 \Leftrightarrow 0 \le x \le 4. Tập xác định của hàm số là D=[0;4]D = \left[ {0;4} \right].

Ta có y′=2−x4x−x2y' = \frac{{2 - x}}{{\sqrt {4x - {x^2}} }}. Trên khoảng (0;4)\left( {0;4} \right), ta có y′=0⇔2−x=0⇔x=2y' = 0 \Leftrightarrow 2 - x = 0 \Leftrightarrow x = 2.

y(0)=0y\left( 0 \right) = 0, y(2)=2y\left( 2 \right) = 2, y(4)=0y\left( 4 \right) = 0. Vậy min⁡[0;4]y=y(4)=0\mathop {\min }\limits_{\left[ {0;4} \right]} y = y\left( 4 \right) = 0 nên câu c sai.

d. Ta có y′=1−4x2=x2−4x2y' = 1 - \frac{4}{{{x^2}}} = \frac{{{x^2} - 4}}{{{x^2}}}. Trên khoảng (0;+∞)\left( {0; + \infty } \right), y′=0⇔x2−4=0⇔[x=2(N)x=−2(L)y' = 0 \Leftrightarrow {x^2} - 4 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 2{\rm{ }}\left( N \right)\\x = - 2{\rm{ }}\left( L \right)\end{array} \right..

Bảng biến thiên:

Hình minh hoạ

Dựa vào bảng biến thiên, ta thấy rằng hàm số y=x+4xy = x + \frac{4}{x} không có giá trị lớn nhất trên (0;+∞)\left( {0; + \infty } \right) nên câu d đúng.

Câu 16

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có BBT

Hình minh hoạ

a) Đúng vì dựa vào bảng biến thiên ta có:

min⁡[−3;  3]f(x)=f(−3)\mathop {\min }\limits_{\left[ { - 3;\,\,3} \right]} f\left( x \right) = f\left( { - 3} \right)

b) Sai vì dựa vào bảng biến thiên ta thấy hàm số không có giá trị lớn nhất trên R\mathbb{R}

c) Sai vì:

Ta có: g′(x)=−2f′(−2x+3)g'\left( x \right) = - 2f'\left( { - 2x + 3} \right)

g′(x)=0⇔−2f′(−2x+3)=0g'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow - 2f'\left( { - 2x + 3} \right) = 0

⇔[−2x+3=−3−2x+3=1−2x+3=3⇔[x=3x=1x=0\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} - 2x + 3 = - 3\\ - 2x + 3 = 1\\ - 2x + 3 = 3\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 3\\x = 1\\x = 0\end{array} \right.

Ta có x=1x = 1 là nghiệm bội chẵn nên ta có bảng biến thiên của hàm số g(x)g\left( x \right).

Hình minh hoạ

Dựa vào bảng biến thiên ta có giá trị nhỏ nhất của hàm số g(x)g\left( x \right) trên đoạn [0;3]\left[ {0;3} \right] là g(0)g\left( 0 \right)

d) Đúng vì:

Ta có: h′(x)=−f(−x+5)h'\left( x \right) = - f\left( { - x + 5} \right)

h′(x)=0⇔−f′(−x+5)=0h'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow - f'\left( { - x + 5} \right) = 0

⇔[−x+5=−3−x+5=1−x+5=3⇔[x=8x=4x=2\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} - x + 5 = - 3\\ - x + 5 = 1\\ - x + 5 = 3\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 8\\x = 4\\x = 2\end{array} \right.

Ta có x=4x = 4 là nghiệm bội chẵn nên ta có bảng biến thiên của hàm số h(x)h\left( x \right).

Hình minh hoạ

Mà h(0)+h(4)=h(2)+h(8)h\left( 0 \right) + h\left( 4 \right) = h\left( 2 \right) + h\left( 8 \right)

⇔h(8)−h(0)=h(4)−h(2)\Leftrightarrow h\left( 8 \right) - h\left( 0 \right) = h\left( 4 \right) - h\left( 2 \right)

⇔h(8)−h(0)>0\Leftrightarrow h\left( 8 \right) - h\left( 0 \right) > 0 (vì h(4)−h(2)>0h\left( 4 \right) - h\left( 2 \right) > 0)

⇔h(8)>h(0)\Leftrightarrow h\left( 8 \right) > h\left( 0 \right)

Vậy giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn [0;3]\left[ {0;3} \right]là h(8)h\left( 8 \right)

Câu 17

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Đúng.

Vì f′(x)=3x2−6x−9f'\left( x \right) = 3{x^2} - 6x - 9

f′(x)=0⇔[x=−1x=3f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - 1\\x = 3\end{array} \right.

Ta có bảng biến thiên:

Hình minh hoạ

Do đó giá trị lớn nhất của hàm số y=f(x)y = f\left( x \right) trên đoạn [−2;0]\left[ { - 2;0} \right] là 1212.

b) Sai.

Vì theo câu a ta có bảng biến thiên của hàm số y=f(x)+my = f\left( x \right) + m là:

Hình minh hoạ

Nên giá trị nhỏ nhất của hàm số y=f(x)+my = f\left( x \right) + m trên đoạn [−2;0]\left[ { - 2;0} \right] là 5+m5 + m.

Theo bài ra 5+m=10⇔m=55 + m = 10 \Leftrightarrow m = 5.

c) Đúng.

Do (2x2+1)′=0⇔x=0\left( {2{x^2} + 1} \right)' = 0 \Leftrightarrow x = 0

Và dựa vào bảng biến thiên của hàm số y=f(x)=x3−3x2−9x+7y = f\left( x \right) = {x^3} - 3{x^2} - 9x + 7, ta có bảng biến thiên của hàm số y=f(2x2+1)y = f(2{x^2} + 1) là:

Hình minh hoạ

Do đó giá trị nhỏ nhất của hàm số y=f(2x2+1)−5y = f(2{x^2} + 1) - 5 là −20−5=−25- 20 - 5 = - 25.

d) Sai.

Ta có bảng biến thiên

Hình minh hoạ

Do 7+m>−13+m>−20+m7 + m > - 13 + m > - 20 + m nên ta có hai trường hợp:

TH1: {∣7+m∣=17∣7+m∣>∣−20+m∣⇔[m=10(TM)m=−24(l)\left\{ \begin{array}{l}\left| {7 + m} \right| = 17\\\left| {7 + m} \right| > \left| { - 20 + m} \right|\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m = 10\left( {TM} \right)\\m = - 24\left( l \right)\end{array} \right.

TH2: {∣−20+m∣=17∣7+m∣≤∣−20+m∣⇔[m=3(TM)m=37(l)\left\{ \begin{array}{l}\left| { - 20 + m} \right| = 17\\\left| {7 + m} \right| \le \left| { - 20 + m} \right|\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m = 3\left( {TM} \right)\\m = 37\left( l \right)\end{array} \right.

Câu 18

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Dựa trên bảng biến thiên ta có max⁡[0;2]f(x)=4\mathop {\max }\limits_{{\rm{[}}0;2]} f(x) = 4 tại x=2x = 2. Do đó mệnh đề a) đúng.

b) Mệnh đề b) sai vì hàm số không có giá trị nhỏ nhất

c) Đặt t=2cos⁡x,  t∈[−2;2]t = 2\cos x,\,\,t \in \left[ { - 2;2} \right], ta có y=f(2cos⁡x)=f(t)y = f\left( {2\cos x} \right) = f(t)

max⁡Rf(2cos⁡x)=max⁡[−2;2]f(t)=4\mathop {\max }\limits_\mathbb{R} f\left( {2\cos x} \right) = \mathop {\max }\limits_{{\rm{[}} - 2;2]} f\left( t \right) = 4 khi t=±2t = \pm 2, tức là cos⁡x=±1\cos x = \pm 1. Mà cos⁡π2=0\cos \frac{\pi }{2} = 0 nên hàm số y=f(2cos⁡x)y = f\left( {2\cos x} \right) không đạt giá trị lớn nhất tại x=π2x = \frac{\pi }{2}. Do đó mệnh đề c) sai.

d) Đặt t=f(x)t = f(x), ta có y=f(f(x))=f(t)y = f\left( {f(x)} \right) = f(t), x∈(−2;2)⇒t∈[0;4)x \in \left( { - 2;2} \right) \Rightarrow t \in \left[ {0;4} \right)

Ta có max⁡(−2;2)f(f(x))=max⁡[0;4)f(t)=4\mathop {\max }\limits_{\left( { - 2;2} \right)} f\left( {f(x)} \right) = \mathop {\max }\limits_{{\rm{[}}0;4)} f\left( t \right) = 4 khi t=2t = 2. Vậy mệnh đề d) sai.

Câu 19

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án: 2.

Tập xác định: R\mathbb{R}

y′=3x2−3y' = 3{x^2} - 3; y′=0⇔3x2−3=0⇔[x=1∈[0;2]x=−1∉[0;2]    (l)y' = 0 \Leftrightarrow 3{x^2} - 3 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 1 \in \left[ {0;2} \right]\\x = - 1 \notin \left[ {0;2} \right]\,\,\,\,(l)\end{array} \right.

Ta có f(0)=4f\left( 0 \right) = 4, f(2)=6f\left( 2 \right) = 6, f(1)=2f\left( 1 \right) = 2.

Do đó min⁡[0;2]y=2\mathop {\min }\limits_{\left[ {0;2} \right]} y = 2.

Câu 20

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án: 0.

Nhìn vào bảng biến thiên ta thấy max⁡[−1;3]f(x)=5=f(0).\mathop {\max }\limits_{\left[ { - 1;3} \right]} f\left( x \right) = 5 = f\left( 0 \right). Vậy giá trị lớn nhất của y=f(x)y = f(x)trên [−1 ; 3]\left[ { - 1\,;\,3} \right]đạt được tại x0=0{x_0} = 0.

Câu 21

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án: 6.

Dựa vào đồ thị của hàm f′(x)f'\left( x \right) ta có bảng biến thiên.

Hình minh hoạ

Vậy giá trị lớn nhất M=f(2)⇒x1=2M = f\left( 2 \right) \Rightarrow {x_1} = 2 .

Hàm số nghịch biến trên khoảng (2;4)\left( {2;4} \right)nên f(2)>f(3)⇒f(2)−f(3)>0f\left( 2 \right) > f\left( 3 \right) \Rightarrow f\left( 2 \right) - f\left( 3 \right) > 0 .

Theo giả thuyết: f(0)−f(2)=f(4)−f(3)f\left( 0 \right) - f\left( 2 \right) = f\left( 4 \right) - f\left( 3 \right)

⇔f(0)−f(4)=f(2)−f(3)>0⇒f(0)>f(4)\Leftrightarrow f\left( 0 \right) - f\left( 4 \right) = f\left( 2 \right) - f\left( 3 \right) > 0 \Rightarrow f\left( 0 \right) > f\left( 4 \right)

Suy ra giá trị nhỏ nhất m=f(4)⇒x0=4m = f\left( 4 \right) \Rightarrow {x_0} = 4 .

Vậy x0=4; x1=2{x_0} = 4;\,{x_1} = 2, ta có x0+x1=6{x_0} + {x_1} = 6

Câu 22

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án: 2.

Phương trình tiệm cận ngang là y=my = m

Phương trình tiệm cận đứng là x=−mx = - m

Theo đề bài ta có: ∣m∣∣−m∣=4⇔m2=4⇔m=±2\left| m \right|\left| { - m} \right| = 4 \Leftrightarrow {m^2} = 4 \Leftrightarrow m = \pm 2

Vậy S có 2 phần tử.

Câu 23

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có: P′(t)=0,75ae−0,75t(b+e−0,75t)2,t≥0P'(t) = \frac{{0{,}75a{{\rm{e}}^{ - 0{,}75t}}}}{{{{\left( {b + {{\rm{e}}^{ - 0{,}75t}}} \right)}^2}}},t \ge 0.

Theo đề bài, ta có: P(0)=20P(0) = 20 và P′(0)=12P'(0) = 12. Do đó, ta có hệ phương trình: {ab+1=200,75a(b+1)2=12⇔{a=20(b+1)15b+1=12.\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{\frac{a}{{b + 1}} = 20}\\{\frac{{0{,}75a}}{{{{(b + 1)}^2}}} = 12}\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{a = 20(b + 1)}\\{\frac{{15}}{{b + 1}} = 12.}\end{array}} \right.} \right.

Giải hệ phương trình này, ta được a=25a = 25 và b=14b = \frac{1}{4}.

Khi đó, P′(t)=18,75e−0,75t(14+e−0,75t)2>0,∀t≥0P'(t) = \frac{{18{,}75{{\rm{e}}^{ - 0{,}75t}}}}{{{{\left( {\frac{1}{4} + {{\rm{e}}^{ - 0{,}75t}}} \right)}^2}}} > 0,\forall t \ge 0, tức là số lượng quần thể nấm men luôn tăng.

Tuy nhiên, do lim⁡t→+∞P(t)=lim⁡t→+∞2514+e−0.75t=100\mathop {\lim }\limits_{t \to + \infty } P(t) = \mathop {\lim }\limits_{t \to + \infty } \frac{{25}}{{\frac{1}{4} + {{\rm{e}}^{ - 0.75t}}}} = 100 nên số lượng quần thể nấm men tăng nhưng không vượt quá 100 tế bào.

Câu 24

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án: 4021.

Từ đồ thị ta có, f(x2−1)=kx2(x2−4)=h(x)f\left( {{x^2} - 1} \right) = k{{\rm{x}}^2}({x^2} - 4) = h\left( x \right)

Vì h′(x)=k(4x3−8x)=0⇔[x=0x=±2h'\left( x \right) = k\left( {4{{\rm{x}}^3} - 8{\rm{x}}} \right) = 0 \Leftrightarrow {\rm{[}}_{x = 0}^{x = \pm \sqrt 2 }.

Dựa theo đồ thị h(2)=4⇒k.2.(2−4)=4⇒k=−1⇒f(x2−1)=−x2(x2−4)h\left( {\sqrt 2 } \right) = 4 \Rightarrow k.2.\left( {2 - 4} \right) = 4 \Rightarrow k = - 1 \Rightarrow f\left( {{x^2} - 1} \right) = - {x^2}\left( {{x^2} - 4} \right)

Đặt t=x2−1⇒f(t)=−(t+1)(t−3)⇒f(x)=−x2+2x+3t = {x^2} - 1 \Rightarrow f\left( t \right) = - \left( {t + 1} \right)(t - 3) \Rightarrow f\left( x \right) = - {x^2} + 2{\rm{x}} + 3 nên f(x2)=−x4+2x2+3f\left( {{x^2}} \right) = - {x^4} + 2{{\rm{x}}^2} + 3

Vì vậy g(x)=∣f(x2)+m∣=∣−x4+2x2+3+m∣g\left( x \right) = \left| {f\left( {{x^2}} \right) + m} \right| = \left| { - {x^4} + 2{{\rm{x}}^2} + 3 + m} \right|

Hàm số p(x)=−x4+2x2+3+mp(x) = - {x^4} + 2{{\rm{x}}^2} + 3 + mcó bảng biến thiên trên [-2;2] là

Hình minh hoạ

Vì g(a);g(b);g(c)g\left( a \right);g\left( b \right);g\left( c \right) luôn dương khi a,b,ca,b,c thuộc [-2;2] nên

g(x)=∣p(x)∣>0∀x∈[−2;2]⇔[p(x)<0∀x∈[−2;2]p(x)>0∀x∈[−2;2]⇔[m+4<0m−5>0⇔[m<−4m>5g\left( x \right) = \left| {p\left( x \right)} \right| > 0\forall x \in {\rm{[}} - 2;2] \Leftrightarrow {\rm{[}}_{p\left( x \right) < 0\forall x \in {\rm{[}} - 2;2]}^{p\left( x \right) > 0\forall x \in {\rm{[}} - 2;2]} \Leftrightarrow {\rm{[}}_{m + 4 < 0}^{m - 5 > 0} \Leftrightarrow {\rm{[}}_{m < - 4}^{m > 5}

TH1: m > 5 thì giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm số p(x) lần lượt là m+4 và m-5

Để g(a);g(b);g(c)g\left( a \right);g\left( b \right);g\left( c \right)luôn là số đo độ dài ba cạnh của một tam giác với mọi bộ ba số phân biệt a,b,ca,b,c thuộc [-2;2] thì g(a)+g(b)>g(c),∀a,b,cg\left( a \right) + g\left( b \right) > g\left( c \right),\forall a,b,c phân biệt thuộc [-2;2]

Từ đó min⁡(g(a)+g(b))>max⁡g(c),∀a,b,c\min \left( {g\left( a \right) + g\left( b \right)} \right) > \max g\left( c \right),\forall a,b,cphân biệt thuộc [-2;2]

hay 2(m−5)>m+4⇔m>142\left( {m - 5} \right) > m + 4 \Leftrightarrow m > 14

TH2: m < -4 thì giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm số p(x) lần lượt là 5-m và –m-4

Để g(a);g(b);g(c)g\left( a \right);g\left( b \right);g\left( c \right)luôn là số đo độ dài ba cạnh của một tam giác với mọi bộ ba số phân biệt a,b,ca,b,c thuộc [-2;2] thì g(a)+g(b)>g(c),∀a,b,cg\left( a \right) + g\left( b \right) > g\left( c \right),\forall a,b,c phân biệt thuộc [-2;2]

Từ đó min⁡(g(a)+g(b))>max⁡g(c),∀a,b,c\min \left( {g\left( a \right) + g\left( b \right)} \right) > \max g\left( c \right),\forall a,b,cphân biệt thuộc [-2;2]

hay 2(−m−4)>5−m⇔m<−132\left( { - m - 4} \right) > 5 - m \Leftrightarrow m < - 13

Kết hợp với m nguyên và thuộc [-2024;2024] ta được 4021 giá trị của m thỏa mãn bài toán.