Cực trị hàm số bậc 3

Cực trị hàm số bậc 3 là một dạng toán cơ bản nhưng cần thiết trong chương trình toán 12 và thi THPT tổ quốc. Vậy cực trị hàm số bậc 3 là gì? Công thức tính nhanh cực trị hàm bậc 3? Lý thuyết và Bài tập về cực trị của hàm số bậc 3… Trong bài viết dưới đây, tintuctuyensinh sẽ giúp bạn tổng hợp tri thức về chủ đề trên, cùng khám phá nhé!

Cực trị của hàm số là gì?

Cho hàm số y=f(x) liên tiếp và xác định trên khoảng (a;b) và điểm x0∈(a;b)

• Hàm số f(x) đạt cực đại tại x0 nếu tồn tại số h>0 sao cho f(x)<f(x0) với mọi x∈(x0−h;x0+h) và x≠x0
• Hàm số f(x) đạt cực tiểu tại x0 nếu sinh tồn số h>0 sao cho f(x)>f(x0) với mọi x∈(x0−h;x0+h) và x≠x0

Định lý:

Cho hàm số y=f(x) liên tục, xác định và có đạo hàm cấp 2 trên khoảng (a;b). Khi đó

• Nếu {f′(x0)=0f”(x0)>0⇒ x0 là điểm cực tiểu của hàm số f
• Nếu {f′(x0)=0f”(x0)<0⇒ x0 là điểm cực đại của hàm số f

Xem {chi tiết|cụ thể} >>> Cực trị của hàm số là gì? Cực trị của một số hàm số

Cực trị của hàm số bậc 3 là gì?

Cho hàm số bậc 3 y=f(x)=ax3+bx2+cx+d

Đạo hàm y′=f′(x)=3ax2+2bx+c

• Hàm số f(x) có cực trị ⇔f(x) có cực đại và cực tiểu

⇔f′(x)=0 có hai nghiệm phân biệt ⇔Δ‘=b2−3ac>0

• Hàm số f(x) không có cực trị ⇔Δ‘=b2−3ac≤0

Bài tập về cực trị hàm đa thức bậc 3

Dạng 1: Tìm điểm cực trị hàm số bậc 3

Đây là dạng bài căn bản nhất, chỉ cần sử dụng Định lý ở mục trên là có thể tìm được cực đại, cực tiểu của hàm số.

Ví dụ:

Tìm cực trị của hàm số : f(x)=x3−3×2−2

Cách giải:

Tập xác định D=R

Ta có :

f′(x)=3×2−6x=3x(x−2)

Vậy f′(x)=0⇔[x=0x=2

Mặt khác :

f′′(x)=6x−6

⇒f′′(0)=−6<0⇒ hàm số đạt cực đại tại điểm (0;−2)

f′′(2)=6>0⇒ hàm số đạt cực đại tại điểm (2;−6)

Dạng 2: Tìm m để hàm số bậc 3 có 2 cực trị

Bài toán: Tìm m để hàm số y=f(x;m)=ax3+bx2+cx+d có 2 điểm cực trị với a,b,c,d là các hệ chứa m

Cách làm:

• Bước 1: Tập xác định D=R. Tính đạo hàm y′=3ax2+2bx+c
• Bước 2: Hàm số có 2 cực trị ⇔Δ‘=b2−3ac>0
• Bước 3: Giải bất phương trình trên, tìm ra điều kiện của m

Ví dụ:

Tìm m đề hàm số f(x)=y=2×3+3(m−1)x2+6(m−2)x–1 có {hai|nhì|nhị} điểm cực trị

Cách giải:

Xét y=2×3+3(m−1)x2+6(m−2)x–1 có tập xác định D=R

Ta có :

y′=6×2+6(m−1)x+6(m−2)

Để hàm số có hai cực trị thì y′=0 có hai nghiệm phân biệt

⇔x2+(m−1)x+(m−2)=0 có hai nghiệm phân biệt

⇔Δ=(m−1)2−4(m−2)>0

⇔m2−6m+9=(m−3)2>0

⇔m≠3

Dạng 3: Tìm m để hai cực trị thỏa mãn điều kiện

Bài toán: Tìm m để hàm số y=f(x;m)=ax3+bx2+cx+d có 2 điểm cực trị x1;x2 thỏa mãn điều kiện K với a,b,c,d là các hệ chứa m

Cách làm:

• Bước 1: Tập xác định D=R. Tính đạo hàm y′=3ax2+2bx+c
• Bước 2: Hàm số có 2 cực trị ⇔Δ‘=b2−3ac>0. Giải bất phương trình này tìm được m∈D1
• Bước 3: Gọi x1;x2 là hai nghiệm của phương trình y′=0. Theo Vi-ét ta có :

{S=x1+x2=−b3aP=x1.x2=c3a

• Bước 4: {biến đổi|chuyển đổi} điều kiện yêu cầu của đề bài về dạng S và P. Từ đó giải ra tìm được m∈D2
• Bước 5: Kết luận các giá trị của m thỏa mãn m=D1∩D2

Ví dụ:

Cho hàm số y=4×3+mx2−3x. Tìm m để hàm số đã cho có hai điểm cực trị x1;x2 thỏa mãn x1=−4×2

Cách giải:

Tập xác định D=R

Đạo hàm : y′=12×2+2mx−3

Để hàm số có hai cực trị thì phương trình y′=0 có {hai|nhì|nhị} nghiệm phân biệt

⇔Δ′=m2+36>0

Điều này luôn đúng với mọi m∈R

Vậy y luôn có hai điểm cực trị có hoành độ x1;x2 thỏa mãn

{x1+x2=−m6x1x2=−14 ( theo Vi-ét)

Vì x1=−4×2 nên thay vào hệ trên ta có :

{−3×2=−m6−4×22=−14

⇔{m=18x2x22=116

⇔⎡⎣⎢⎢⎢⎢⎢⎢{x2=14m=92{x2=−14m=−92

Vậy m=92 hoặc m=−92

Công thức tính nhanh cực trị hàm bậc 3

Đây là một số công thức giúp chúng ta có thể giải quyết các bài toán trắc nghiệm một cách nhanh chóng mà không cần phải tính toán phức tạp

Cho hàm số y=ax3+bx2+cx+d có hai điểm cực trị phân biệt là A,B . Khi đó:

• Phương trình đường thẳng AB :

23(c−b23a)x+(d−bc9a)

• Độ dài đoạn thẳng AB :

AB=4e(4e2+1)a−−−−−−−√ với e=b2−3ac9a

Bài viết trên đây của tintuctuyensinh đã giúp bạn tổng hợp lý thuyết và bài tập về chuyên đề cực trị hàm số bậc 3 cũng như các cách thức giải. kì vọng những tri thức trong bài viết sẽ giúp ích cho người học trong quá trình học tập và nghiên cứu về chủ đề cực trị hàm số bậc 3. Chúc bạn luôn học tốt!