Bài 5 trang 169 sách giáo khoa Đại số và Giải tích 11

Tính \( \frac{f'(1)}{\varphi '(1)}\), biết rằng \(f(x) = x^2\) và \(φ(x) = 4x +sin \frac{\pi x}{2}\).

Lời giải:

Ta có \(f'(x) = 2x\), suy ra \(f'(1) = 2\) 

và \(φ'(x) = 4 +  \left ( \frac{\pi x}{2} \right )'. cos \frac{\pi x}{2} = 4 +  \frac{\pi }{2}. cos \frac{\pi x}{2}\), suy ra \(φ'(1) = 4\).

Vậy \( \frac{f'(1)}{\varphi '(1)}\) = \( \frac{2}{4}\) = \( \frac{1}{2}\).

Bài 6 trang 169 sách giáo khoa Đại số và Giải tích 11

Chứng minh rằng các hàm số sau có đạo hàm không phụ thuộc \(x\):

a) \(\sin^6x + \cos^6x + 3\sin^2x.\cos^2x\);

b) \({\cos ^2}\left ( \frac{\pi }{3}-x \right )+ {\cos ^2} \left ( \frac{\pi }{3}+x \right ) +  {\cos ^2}\left ( \frac{2\pi }{3}-x \right )\) \(+{\cos ^2}  \left ( \frac{2\pi }{3}+x \right )-2\sin^2x\).

Lời giải:

a) Ta có:

\(y' = 6{\sin ^5}x.\cos x - 6{\cos ^5}x.\sin x + 6\sin x.\cos^3x -  6{\sin ^3}x.\cos x\)

\(= 6{\sin ^3}x.\cos x(\sin^2 x - 1) + 6\sin x.\cos^3 x(1 - {\cos ^2}x)\)

\(=  - 6{\sin ^3}x.\cos^3 x + 6{\sin ^3}x.\cos^3 x = 0\).

Vậy \(y' = 0\) với mọi \(x\), tức là \(y'\) không phụ thuộc vào \(x\).

 b)

\(y = {{1 + \cos \left( {{{2\pi } \over 3} - 2x} \right)} \over 2} + {{1 + \cos \left( {{{2\pi } \over 3} + 2x} \right)} \over 2} + {{1 + \cos \left( {{{4\pi } \over 3} - 2x} \right)} \over 2} \)

          \(+ {{1 + \cos \left( {{{4\pi } \over 3} + 2x} \right)} \over 2} - 2{\sin ^2}x\)

Áp dụng công thức tính đạo hàm của hàm số hợp ta được

\(y' =\sin \left ( \frac{2\pi }{3}-2x \right ) - \sin \left ( \frac{2\pi }{3}+2x \right )+ \sin \left ( \frac{4\pi }{3}-2x \right ) - \sin \left ( \frac{4\pi }{3}+2x \right )\)

\(- 2\sin 2x = 2\cos \frac{2\pi }{3}.\sin(-2x) + 2\cos \frac{4\pi }{3}. \sin (-2x) - 2\sin 2x \)

\(= \sin 2x + \sin 2x - 2\sin 2x = 0\),

vì \(\cos \frac{2\pi }{3}\) = \(\cos \frac{4\pi }{3}\) = \( -\frac{1}{2}\).

Vậy \(y' = 0\) với mọi \(x\), do đó \(y'\) không phụ thuộc vào \(x\).

Bài 7 trang 169 sách giáo khoa Đại số và Giải tích 11

Giải phương trình \(f'(x) = 0\), biết rằng:

a) \(f(x) = 3\cos x + 4\sin x + 5x\);

b) \(f(x) = 1 - \sin(π + x) + 2\cos \left ( \frac{2\pi +x}{2} \right )\).

Lời giải:

a) \(f'(x) = - 3\sin x + 4\cos x + 5\). Do đó

\(f'(x) = 0 \Leftrightarrow - 3\sin x + 4\cos x + 5 = 0 \Leftrightarrow3 \sin x - 4\cos x = 5\)

            \(\Leftrightarrow \frac{3}{5}\sin x -  \frac{4}{5}\ cos x = 1\).    (1)

Đặt \(\cos φ =  \frac{3}{5}\), \(\left(φ ∈ \left ( 0;\frac{\pi }{2} \right )\right ) \Rightarrow \sin φ =  \frac{4}{5}\), ta có:

(1)   \(\Leftrightarrow \sin x.\cos φ - \cos x.\sin φ = 1   \Leftrightarrow \sin(x - φ) = 1\)

  \(\Leftrightarrow x - φ =  \frac{\pi }{2} + k2π   \Leftrightarrow x = φ + \frac{\pi }{2} + k2π, k ∈ \mathbb Z\).

b) \(f'(x) = - \cos(π + x) - \sin \left (\pi + \frac{x}{2} \right ) = \cos x + \sin  \frac{x }{2}\)

\(f'(x) = 0 \Leftrightarrow \cos x +  \sin \frac{x }{2} = 0 \Leftrightarrow \sin \frac{x }{2} = - cosx\)

\(\Leftrightarrow sin \frac{x }{2} = sin \left (x-\frac{\pi}{2}\right )\)

\(\Leftrightarrow \frac{x }{2}= x-\frac{\pi}{2}+ k2π\)  hoặc \( \frac{x }{2} = π - x+\frac{\pi}{2}+ k2π\) 

\(\Leftrightarrow x = π - k4π\)  hoặc \(x = π + k \frac{4\pi }{3}\),  \((k ∈ \mathbb Z)\).

Bài 8 trang 169 sách giáo khoa Đại số và Giải tích 11

Giải bất phương trình \(f'(x) > g'(x)\), biết rằng:

a) \(f(x) = x^3+ x - \sqrt2\), \(g(x) = 3x^2+ x + \sqrt2\) ;

b) \(f(x) = 2x^3- x^2+ \sqrt3\), \(g(x) = x^3+  \frac{x^{2}}{2} - \sqrt 3\).

Lời giải:

a) Ta có \(f'(x) = 3x^2+ 1\), \(g'(x) = 6x + 1\). Do đó

\(f'(x) > g'(x) \Leftrightarrow 3x^2+ 1 > 6x + 1 \Leftrightarrow 3x^2- 6x >0\) 

\(\Leftrightarrow 3x(x - 2) > 0 \Leftrightarrow x > 2\) hoặc \(x > 0\)

\(\Leftrightarrow x ∈ (-∞;0) ∪ (2;+∞)\).

b) Ta có \(f'(x) = 6x^2- 2x\), \(g'(x) = 3x^2+ x\). Do đó

\(f'(x) > g'(x) \Leftrightarrow  6x^2- 2x > 3x^2+ x \Leftrightarrow  3x^2- 3x > 0\)

\(\Leftrightarrow 3x(x - 1) > 0 \Leftrightarrow x > 1\) hoặc \(x < 0\)

\(\Leftrightarrow  x ∈ (-∞;0) ∪ (1;+∞)\).

Giaibaitap.me