📌 Đề bài:
Cho hàm số phân thức bậc nhất trên bậc nhất $y = f(x) = \frac{2x – 1}{x – 1}$ có đồ thị $(C)$ như hình vẽ bên dưới. Hàm số đã cho nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?
📚 Phương pháp giải & Lý thuyết trọng tâm
Để xác định khoảng đồng biến, nghịch biến của hàm số thông qua đồ thị hoặc công thức đại số, ta áp dụng kiến thức sau:
- Nhận diện bằng đồ thị: Trên một khoảng $(a; b)$, nếu đường cong của đồ thị có hướng đi xuống từ trái sang phải thì hàm số nghịch biến trên khoảng đó; nếu đường cong có hướng đi lên từ trái sang phải thì hàm số đồng biến.
- Nhận diện bằng đạo hàm: Với hàm nhất biến $y = \frac{ax+b}{cx+d}$ ($ad – bc \ne 0, c \ne 0$):
$$y’ = \frac{ad – bc}{(cx + d)^2}$$
Dấu của $y’$ hoàn toàn phụ thuộc vào biểu thức $ad – bc$ trên từng khoảng xác định $(-\infty; -d/c)$ và $(-d/c; +\infty)$. - Lưu ý quan trọng về kết luận: Tính đơn điệu phải được kết luận riêng biệt trên từng khoảng xác định. Tuyệt đối không dùng ký hiệu hợp ($\cup$), dấu cộng ($+$) hay dấu phẩy ($\mathbb{R} \setminus \{x_0\}$) để biểu diễn tập đồng biến/nghịch biến. Tương tự kỹ năng tìm các khoảng đồng biến và nghịch biến của hàm số nhất biến.
💡 LỜI GIẢI CHI TIẾT & CÁCH GIẢI TỪNG BƯỚC (Nhấn để mở)
Cách 1: Quan sát trực quan từ đồ thị
– Hàm số không xác định tại điểm $x = 1$ (đường tiệm cận đứng $x = 1$ chia đồ thị thành hai nhánh riêng biệt).
– Trên khoảng $(-\infty; 1)$, khi $x$ tăng từ trái sang phải, đường cong đồ thị có chiều đi xuống $\Rightarrow$ hàm số nghịch biến trên $(-\infty; 1)$.
– Trên khoảng $(1; +\infty)$, khi $x$ tăng từ trái sang phải, đường cong đồ thị cũng có chiều đi xuống $\Rightarrow$ hàm số nghịch biến trên $(1; +\infty)$.
Cách 2: Sử dụng công thức đạo hàm
Hàm số $y = \frac{2x – 1}{x – 1}$ có tập xác định $D = \mathbb{R} \setminus \{1\}$.
Tính đạo hàm của hàm số:
$$y’ = \frac{2 \cdot (-1) – (-1) \cdot 1}{(x – 1)^2} = \frac{-2 + 1}{(x – 1)^2} = \frac{-1}{(x – 1)^2}$$
Vì $(x – 1)^2 > 0$ với mọi $x \ne 1$, nên $y’ < 0$ với mọi $x \in (-\infty; 1) \cup (1; +\infty)$.
Do đó, hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng $(-\infty; 1)$ và $(1; +\infty)$. Đối chiếu với các phương án trắc nghiệm đề bài đưa ra, khoảng $(1; +\infty)$ là đáp án đúng.
Lưu ý: Các phương án C và D sai về mặt quy ước danh pháp toán học vì không được biểu diễn khoảng đơn điệu bằng phép hợp tập hợp hay ký hiệu loại trừ. Khi phân tích đồ thị, phương pháp này cũng tương đồng với việc đọc đồ thị hàm số bậc ba hay xét tính đơn điệu qua bảng biến thiên.
👉 Kết luận / Chọn đáp án: B
✍️ 5 Bài tập tương tự tự luyện (Có lời giải chi tiết)
Bài tập 1: Cho hàm số $y = \frac{x + 2}{x – 1}$. Mệnh đề nào dưới đây là đúng?
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 1
Ta có: $y’ = \frac{1 \cdot (-1) – 2 \cdot 1}{(x – 1)^2} = \frac{-3}{(x – 1)^2} < 0, \forall x \ne 1$.
Vậy hàm số nghịch biến trên các khoảng $(-\infty; 1)$ và $(1; +\infty)$ (nghịch biến trên từng khoảng xác định).
Đáp án: C
Bài tập 2: Cho hàm số $y = \frac{-x + 3}{2x + 1}$. Khẳng định nào sau đây đúng?
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 2
Đạo hàm: $y’ = \frac{(-1) \cdot 1 – 3 \cdot 2}{(2x + 1)^2} = \frac{-7}{(2x + 1)^2} < 0, \forall x \ne -\frac{1}{2}$.
Do đó hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng $\left(-\infty; -\frac{1}{2}\right)$ và $\left(-\frac{1}{2}; +\infty\right)$.
Đáp án: B
Bài tập 3: Cho hàm số $y = \frac{2x + 5}{x + 2}$. Tìm khoảng đồng biến của hàm số đã cho.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 3
Đạo hàm: $y’ = \frac{2 \cdot 2 – 5 \cdot 1}{(x + 2)^2} = \frac{-1}{(x + 2)^2} < 0, \forall x \ne -2$.
Hàm số nghịch biến trên các khoảng $(-\infty; -2)$ và $(-2; +\infty)$, do đó hàm số không có khoảng đồng biến.
Lưu ý đề hỏi khoảng đồng biến: Hàm số không đồng biến trên bất kì khoảng nào.
Nếu xét hàm $y = \frac{2x+3}{x+2} \Rightarrow y’ = \frac{1}{(x+2)^2} > 0$, hàm số sẽ đồng biến trên $(-\infty; -2)$ và $(-2; +\infty)$. Với đề bài $y = \frac{3x+5}{x+1} \Rightarrow y’ = -2 < 0$.
Đáp án: Hàm số luôn nghịch biến trên các khoảng xác định.
Bài tập 4: Cho hàm số hữu tỷ $y = \frac{x^2 – 2x}{x – 1}$. Khoảng nghịch biến của hàm số là:
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 4
Đạo hàm: $y’ = \frac{(2x – 2)(x – 1) – (x^2 – 2x)}{(x – 1)^2} = \frac{2(x-1)^2 – x^2 + 2x}{(x – 1)^2} = \frac{x^2 – 2x + 2}{(x – 1)^2}$.
Ta thấy $x^2 – 2x + 2 = (x – 1)^2 + 1 > 0$ với mọi $x \ne 1$.
Suy ra $y’ > 0, \forall x \ne 1$, hàm số luôn đồng biến trên từng khoảng xác định và không có khoảng nghịch biến.
Đáp án: Hàm số không có khoảng nghịch biến.
Bài tập 5: Tìm tất cả các giá trị thực của tham số $m$ để hàm số $y = \frac{x + 2m}{x – m + 3}$ đồng biến trên từng khoảng xác định.

Để lại phản hồi