TopStudy

Toán · Lớp 11

Giải SBT Toán 11 KNTT Bài 33: Đạo hàm cấp 2 có đáp án

5 câu · 10 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Tự luận

Câu 1

1 điểm

Tính đạo hàm cấp hai của các hàm số sau:

a) y=x44−2x2+1y=\frac{{x}^{4}}{4}-2{x}^{2}+1 ;

b) y=2x+1x−1y=\frac{2x+1}{x-1} .

Xem đáp án và lời giải

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

a) Có y′=(x44−2x2+1)′{y}^{'}={(\frac{{x}^{4}}{4}-2{x}^{2}+1)}^{'}=x3−4x={x}^{3}-4x .

Có y*"* = (x3^{3} – 4x)' = 3x2^{2} – 4.

Vậy y*"* = 3x2^{2} – 4.

b) y′=(2x+1x−1)′{y}^{'}={(\frac{2x+1}{x-1})}^{'}=(2x+1)′⋅(x−1)−(2x+1)⋅(x−1)′(x−1)2=\frac{{(2x+1)}^{'}\cdot (x-1)-(2x+1)\cdot {(x-1)}^{'}}{{(x-1)}^{2}}

=2⋅(x−1)−(2x+1)(x−1)2=\frac{2\cdot (x-1)-(2x+1)}{{(x-1)}^{2}}=−3(x−1)2=\frac{-3}{{(x-1)}^{2}}

y′′=[−3(x−1)2]′{y}^{''}={[\frac{-3}{{(x-1)}^{2}}]}^{'}=−3[1(x−1)2]′=-3{[\frac{1}{{(x-1)}^{2}}]}^{'}=−3⋅−2(x−1)3=-3\cdot \frac{-2}{{(x-1)}^{3}}=6(x−1)3=\frac{6}{{(x-1)}^{3}}

Vậy y′′=6(x−1)3{y}^{''}=\frac{6}{{(x-1)}^{3}}

Câu 2

1 điểm

Tính đạo hàm cấp hai của các hàm số sau:

a) y = ln|2x – 1|;

b) y=tan⁡(x+π3)y=\tan (x+\frac{π}{3})

Xem đáp án và lời giải

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

a) y*'* = (ln|2x – 1|)' = (2x−1)′2x−1\frac{{(2x-1)}^{'}}{2x-1}=22x−1=\frac{2}{2x-1}

y′′=(22x−1)′{y}^{''}={(\frac{2}{2x-1})}^{'}=2⋅−2(2x−1)2=2\cdot \frac{-2}{{(2x-1)}^{2}}=−4(2x−1)2=\frac{-4}{{(2x-1)}^{2}}

Vậy y′′=−4(2x−1)2{y}^{''}=\frac{-4}{{(2x-1)}^{2}}

b) y′=[tan⁡(x+π3)]′{y}^{'}={[\tan (x+\frac{π}{3})]}^{'}=(x+π3)′cos2(x+π3)=\frac{{(x+\frac{π}{3})}^{'}}{co{s}^{2}(x+\frac{π}{3})}=1cos2(x+π3)=\frac{1}{co{s}^{2}(x+\frac{π}{3})}1+tan⁡2(x+π3)1+{\tan }^{2}(x+\frac{π}{3})

y′′=[1+tan⁡2(x+π3)]′{y}^{''}={[1+{\tan }^{2}(x+\frac{π}{3})]}^{'}=2tan⁡(x+π3)⋅[tan⁡(x+π3)]′=2\tan (x+\frac{π}{3})\cdot {[\tan (x+\frac{π}{3})]}^{'}

=2tan⁡(x+π3)⋅(x+π3)′cos2(x+π3)=2\tan (x+\frac{π}{3})\cdot \frac{{(x+\frac{π}{3})}^{'}}{co{s}^{2}(x+\frac{π}{3})}=2tan⁡(x+π3)⋅1cos2(x+π3)=2\tan (x+\frac{π}{3})\cdot \frac{1}{co{s}^{2}(x+\frac{π}{3})}

=2tan⁡(x+π3)⋅(1+tan⁡2(x+π3))=2\tan (x+\frac{π}{3})\cdot (1+{\tan }^{2}(x+\frac{π}{3}))=2tan⁡(x+π3)+2tan⁡3(x+π3)=2\tan (x+\frac{π}{3})+2{\tan }^{3}(x+\frac{π}{3})

Vậy y′′=2tan⁡(x+π3)+2tan⁡3(x+π3){y}^{''}=2\tan (x+\frac{π}{3})+2{\tan }^{3}(x+\frac{π}{3})

Câu 3

1 điểm
Cho hàm số f(x)=xex2+ln⁡(x+1)f(x)=x{e}^{{x}^{2}}+\ln (x+1) . Tính f*'(0) và f"*(0).
Xem đáp án và lời giải

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

Có f′(x)=(xex2+ln⁡(x+1))′{f}^{'}(x)={(x{e}^{{x}^{2}}+\ln (x+1))}^{'}=(xex2)′+(ln⁡(x+1))′={(x{e}^{{x}^{2}})}^{'}+{(\ln (x+1))}^{'}

=ex2+xex2⋅(x2)′+1x+1={e}^{{x}^{2}}+x{e}^{{x}^{2}}\cdot {({x}^{2})}^{'}+\frac{1}{x+1}

=ex2+2x2ex2+1x+1={e}^{{x}^{2}}+2{x}^{2}{e}^{{x}^{2}}+\frac{1}{x+1}

f′′(x)=(ex2+2x2ex2+1x+1)′{f}^{''}(x)={({e}^{{x}^{2}}+2{x}^{2}{e}^{{x}^{2}}+\frac{1}{x+1})}^{'}=(ex2)′+(2x2ex2)′+(1x+1)′={({e}^{{x}^{2}})}^{'}+{(2{x}^{2}{e}^{{x}^{2}})}^{'}+{(\frac{1}{x+1})}^{'}

=2xex2+4xex2+4x3ex2−1(x+1)2=2x{e}^{{x}^{2}}+4x{e}^{{x}^{2}}+4{x}^{3}{e}^{{x}^{2}}-\frac{1}{{(x+1)}^{2}}=6xex2+4x3ex2−1(x+1)2=6x{e}^{{x}^{2}}+4{x}^{3}{e}^{{x}^{2}}-\frac{1}{{(x+1)}^{2}}

Khi đó f′(0)=e02+2⋅0⋅e02+10+1=2{f}^{'}(0)={e}^{{0}^{2}}+2\cdot 0\cdot {e}^{{0}^{2}}+\frac{1}{0+1}=2

f′′(0)=6⋅0⋅e02+4⋅03e02−1(0+1)2=−1{f}^{''}(0)=6\cdot 0\cdot {e}^{{0}^{2}}+4\cdot {0}^{3}{e}^{{0}^{2}}-\frac{1}{{(0+1)}^{2}}=-1

Vậy f*'(0) = 2 và f"*(0) = −1.

Câu 4

1 điểm
Cho f(x) = (x2^{2} + a)2^{2} + b (a, b là tham số). Biết f(0) = 2 và f*"*(1) = 8, tìm a và b.
Xem đáp án và lời giải

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

Vì f(0) = 2 nên (02^{2} + a)2^{2} + b = 2 Û a2^{2} + b = 2. (1)

Có f*'(x) = 2(x2^{2} + a)×(x2^{2} + a)'* = 4x×(x2^{2} + a); f*"*(x) = 4×(x2^{2} + a) + 8x2^{2}.

Mà f*"*(1) = 8 nên 4×(12^{2} + a) + 8×12^{2} = 8 Û a + 1 = 0 Û a = −1.

Thay a = −1 vào (1), ta được (−1)2^{2} + b = 2 Û b = 1.

Vậy a = −1; b = 1.

Câu 5

1 điểm
Phương trình chuyển động của một hạt được cho bởi công thức s(t)=15+2sin⁡(4πt+π6)s(t)=15+\sqrt{2}\sin (4πt+\frac{π}{6}), trong đó s tính bằng centimét và t tính bằng giây. Tính gia tốc của hạt tại thời điểm t = 3 giây (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ nhất).
Xem đáp án và lời giải

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

Có s′(t)=[15+2sin⁡(4πt+π6)]′{s}^{'}(t)={[15+\sqrt{2}\sin (4πt+\frac{π}{6})]}^{'}=2cos⁡(4πt+π6)⋅(4πt+π6)′=\sqrt{2}\cos (4πt+\frac{π}{6})\cdot {(4πt+\frac{π}{6})}^{'}

=4π2cos⁡(4πt+π6)=4π\sqrt{2}\cos (4πt+\frac{π}{6})

s′′(t)=[4π2cos⁡(4πt+π6)]′{s}^{''}(t)={[4π\sqrt{2}\cos (4πt+\frac{π}{6})]}^{'}=−4π2sin⁡(4πt+π6)⋅(4πt+π6)′=-4π\sqrt{2}\sin (4πt+\frac{π}{6})\cdot {(4πt+\frac{π}{6})}^{'}

=−16π22sin⁡(4πt+π6)=-16{π}^{2}\sqrt{2}\sin (4πt+\frac{π}{6})

Gia tốc của hạt tại thời điểm t = 3 giây là

a(3) = s′′(3)=−16π22sin⁡(12π+π6){s}^{''}(3)=-16{π}^{2}\sqrt{2}\sin (12π+\frac{π}{6}) =−8π22≈−111,7=-8{π}^{2}\sqrt{2}\approx -111{,}7m/s2^{2}.

Vậy gia tốc của hạt tại thời điểm t = 3 giây khoảng – 111,7 m/s2^{2}.

Đề cùng chủ đề

Tất cả đề Đạo hàm cấp hai · Các bộ sách Toán Lớp 11