📌 Đề bài (Câu 7 – Thông hiểu (TH) – Trắc nghiệm 4 lựa chọn (MCQ – 1 đáp án đúng)):
Giá trị lớn nhất của hàm số $y = \sqrt{x – 1} + \sqrt{5 – x}$ bằng:
💡 XEM LỜI GIẢI CHI TIẾT & ĐÁP ÁN (Nhấn để mở)
Cách 1: Phương pháp đạo hàm (Khảo sát hàm số)
• Bước 1: Tìm tập xác định.
Điều kiện xác định: $\begin{cases} x – 1 \ge 0 \\ 5 – x \ge 0 \end{cases} \Leftrightarrow 1 \le x \le 5$.
Do đó, tập xác định của hàm số là $D = [1; 5]$.
• Bước 2: Tính đạo hàm $y’$ trên khoảng $(1; 5)$:
$$y’ = \frac{1}{2\sqrt{x – 1}} – \frac{1}{2\sqrt{5 – x}}$$
• Bước 3: Giải phương trình $y’ = 0$:
$$y’ = 0 \Leftrightarrow \frac{1}{2\sqrt{x – 1}} = \frac{1}{2\sqrt{5 – x}} \Leftrightarrow \sqrt{x – 1} = \sqrt{5 – x} \Leftrightarrow x – 1 = 5 – x \Leftrightarrow 2x = 6 \Leftrightarrow x = 3 \in (1; 5)$$
• Bước 4: Tính các giá trị tại điểm tới hạn và hai đầu mút:
$$y(1) = \sqrt{1 – 1} + \sqrt{5 – 1} = 2$$
$$y(5) = \sqrt{5 – 1} + \sqrt{5 – 5} = 2$$
$$y(3) = \sqrt{3 – 1} + \sqrt{5 – 3} = \sqrt{2} + \sqrt{2} = 2\sqrt{2}$$
• So sánh các giá trị, ta có: $\max_{[1; 5]} y = 2\sqrt{2}$ đạt được tại $x = 3$.
Cách 2: Sử dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki (Cauchy-Schwarz)
Với mọi $x \in [1; 5]$, áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki cho 2 bộ số $(1; 1)$ và $(\sqrt{x – 1}; \sqrt{5 – x})$:
$$y^2 = (1 \cdot \sqrt{x – 1} + 1 \cdot \sqrt{5 – x})^2 \le (1^2 + 1^2)\left[(\sqrt{x – 1})^2 + (\sqrt{5 – x})^2\right]$$
$$\Leftrightarrow y^2 \le 2(x – 1 + 5 – x) = 2 \times 4 = 8$$
Vì $y > 0$ nên suy ra $y \le \sqrt{8} = 2\sqrt{2}$.
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi $\frac{\sqrt{x – 1}}{1} = \frac{\sqrt{5 – x}}{1} \Leftrightarrow x – 1 = 5 – x \Leftrightarrow x = 3$ (thỏa mãn $x \in [1; 5]$).
👉 Chọn đáp án: A
📚 Phương pháp giải & Lý thuyết cần nhớ
Để tìm GTLN và GTNN của hàm số chứa căn dạng $y = \sqrt{x – a} + \sqrt{b – x}$ trên đoạn $[a; b]$, học sinh có thể áp dụng 1 trong 2 phương pháp trọng tâm sau:
- Phương pháp 1: Quy tắc tìm GTLN – GTNN trên một đoạn
1. Tìm tập xác định $D = [a; b]$.
2. Tính đạo hàm $y’$, tìm các nghiệm $x_i \in (a; b)$ làm $y’ = 0$.
3. Tính các giá trị $y(a), y(b), y(x_i)$.
4. Số lớn nhất trong các giá trị này là $\max y$, số nhỏ nhất là $\min y$. (Xem thêm phương pháp tương tự ở bài toán giá trị lớn nhất của hàm số trên đoạn). - Phương pháp 2: Sử dụng BĐT Bunhiacopxki
Ta có: $(1\cdot\sqrt{x – a} + 1\cdot\sqrt{b – x})^2 \le 2(x – a + b – x) = 2(b – a) \Rightarrow y \le \sqrt{2(b – a)}$.
Đẳng thức xảy ra khi $x – a = b – x \Leftrightarrow x = \frac{a + b}{2}$. - Phương pháp này cũng thường được mở rộng trong các bài toán nâng cao về tìm tham số m để hàm số đạt GTLN và GTNN hoặc các bài toán giá trị nhỏ nhất của hàm số.
✍️ 5 Bài tập tương tự tự luyện (Trắc nghiệm 4 đáp án)
Bài tập 1: Giá trị lớn nhất của hàm số $y = \sqrt{x} + \sqrt{4 – x}$ bằng:
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 1
👉 Chọn B.
Bài tập 2: Giá trị nhỏ nhất của hàm số $y = \sqrt{x – 1} + \sqrt{5 – x}$ bằng:
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 2
👉 Chọn A.
Bài tập 3: Giá trị lớn nhất của hàm số $y = \sqrt{2x – 1} + \sqrt{7 – 2x}$ bằng:
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 3
👉 Chọn A.
Bài tập 4: Giá trị lớn nhất của hàm số $y = \sqrt{3 – x} + \sqrt{x + 5}$ bằng:
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 4
👉 Chọn B.
Bài tập 5: Cho hàm số $f(x) = \sqrt{x – 2} + \sqrt{6 – x}$. Tích của giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của $f(x)$ là:
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 5
👉 Chọn A.

Để lại phản hồi