📌 Đề bài:
Hàm số $y = \cos x$ nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?
📚 Phương pháp giải & Lý thuyết trọng tâm
- Định nghĩa tính đơn điệu của hàm số $y = \cos x$:
- Hàm số $y = \cos x$ tuần hoàn với chu kì $T = 2\pi$.
- Hàm số $y = \cos x$ đồng biến trên các khoảng $(-\pi + k2\pi; k2\pi)$ với $k \in \mathbb{Z}$.
- Hàm số $y = \cos x$ nghịch biến trên các khoảng $(k2\pi; \pi + k2\pi)$ với $k \in \mathbb{Z}$.
- Quy tắc xét khoảng con: Nếu hàm số nghịch biến trên khoảng $(a; b)$ thì hàm số cũng nghịch biến trên mọi khoảng con của $(a; b)$. Với $k = 0$, hàm số nghịch biến trên khoảng $(0; \pi)$.
💡 LỜI GIẢI CHI TIẾT & CÁCH GIẢI TỪNG BƯỚC (Nhấn để mở)
Bước 1: Xét tính đơn điệu cơ bản của hàm số $y = \cos x$ trên một chu kì cơ sở $[-\pi; \pi]$ hoặc $[0; 2\pi]$.
Theo định nghĩa và tính chất của hàm số cosin:
— Khi $x$ tăng từ $0$ đến $\pi$, giá trị của $\cos x$ giảm từ $1$ xuống $-1$.
Do đó, hàm số $y = \cos x$ nghịch biến trên khoảng $(0; \pi)$.
Tổng quát, hàm số $y = \cos x$ nghịch biến trên mỗi khoảng $(k2\pi; \pi + k2\pi)$ với $k \in \mathbb{Z}$.
Bước 2: Kiểm tra các phương án đưa ra:
- Phương án A: Trên $\left(-\dfrac{\pi}{2}; 0\right)$, hàm số đồng biến; trên $\left(0; \dfrac{\pi}{2}\right)$, hàm số nghịch biến. Vậy hàm số không đơn điệu trên $\left(-\dfrac{\pi}{2}; \dfrac{\pi}{2}\right)$. Loại A.
- Phương án B: Khoảng $(0; \pi)$ ứng với trường hợp $k = 0$, tại đây hàm số nghịch biến hoàn toàn. Thỏa mãn.
- Phương án C: Trên khoảng $(\pi; 2\pi)$, giá trị $\cos x$ tăng từ $-1$ lên $1$, tức là hàm số đồng biến. Loại C.
- Phương án D: Trên khoảng $(-\pi; 0)$, giá trị $\cos x$ tăng từ $-1$ lên $1$, tức là hàm số đồng biến. Loại D.
👉 Kết luận / Đáp án: Chọn B
✍️ 5 Bài tập tương tự tự luyện (Có lời giải chi tiết)
Bài tập 1: Hàm số $y = \cos x$ đồng biến trên khoảng nào trong các khoảng sau?
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 1
Hàm số $y = \cos x$ đồng biến trên các khoảng $(-\pi + k2\pi; k2\pi)$, $k \in \mathbb{Z}$. Với $k = 0$, ta có khoảng $(-\pi; 0)$. Do đó hàm số đồng biến trên $(-\pi; 0)$.
Bài tập 2: Khẳng định nào sau đây là đúng về tính đơn điệu của hàm số $y = \tan x$?
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 2
Theo lý thuyết hàm số lượng giác, hàm số $y = \tan x$ đồng biến trên mỗi khoảng xác định $\left(-\dfrac{\pi}{2} + k\pi; \dfrac{\pi}{2} + k\pi\right)$ với $k \in \mathbb{Z}$. Chú ý không kết luận đồng biến trên $\mathbb{R}$ vì hàm số gián đoạn tại các điểm $x = \dfrac{\pi}{2} + k\pi$.
Bài tập 3: Hàm số $y = \sin x$ nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 3
Hàm số $y = \sin x$ nghịch biến trên các khoảng $\left(\dfrac{\pi}{2} + k2\pi; \dfrac{3\pi}{2} + k2\pi\right)$ với $k \in \mathbb{Z}$. Với $k = 0$, ta có khoảng $\left(\dfrac{\pi}{2}; \dfrac{3\pi}{2}\right)$.
Bài tập 4: Mệnh đề nào sau đây là sai?
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 4
Trên khoảng $(0; \pi)$, hàm số $y = \cos x$ nghịch biến. Vì $\left(\dfrac{\pi}{2}; \pi\right) \subset (0; \pi)$ nên $y = \cos x$ cũng nghịch biến trên $\left(\dfrac{\pi}{2}; \pi\right)$. Do đó mệnh đề “đồng biến trên $\left(\dfrac{\pi}{2}; \pi\right)$” là sai.
Bài tập 5: Xét tính đơn điệu của hàm số $y = \cos 2x$ trên khoảng $\left(0; \dfrac{\pi}{2}\right)$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 5
Đặt $u = 2x$. Khi $x \in \left(0; \dfrac{\pi}{2}\right)$ thì $u \in (0; \pi)$.
Trên khoảng $(0; \pi)$, hàm số $y = \cos u$ là hàm nghịch biến theo biến $u$. Do $u = 2x$ là hàm đồng biến theo $x$, suy ra hàm số $y = \cos 2x$ nghịch biến trên khoảng $\left(0; \dfrac{\pi}{2}\right)$.

Để lại phản hồi