• Skip to main content
  • Bỏ qua primary sidebar
Sách Toán – Học Toán – Đề Thi Toán

Sách Toán - Học Toán - Đề Thi Toán

Học toán, Đề thi toán, Sách giáo khoa Toán, trắc nghiệm Toán online

  • Học toán
    • Học Toán THPT
    • Học Toán THCS
  • Sách toán
  • Trắc nghiệm
  • Đề thi
  • TN THPT Toán
  • Tiện ích Toán

Ví dụ Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số

23/09/2018 by admin Để lại bình luận

Dạng 1: Tìm GTLN và GTNN của hàm số trên miền D

Ví dụ :  

Tìm GTLN-GTNN của các hàm số sau:

a) Hàm số \(y=x^3-3x^2-9x+5\).

b) Hàm số \(y=\frac{x^2+2x+3}{x-1},x\in(1;3].\)

c. $y = \frac{{x + \sqrt {1 + 9{x^2}} }}{{8{x^2} + 1}}$ trên khoảng $\left( {0; + \infty } \right).$

Lời giải:

a) Hàm số \(y=x^3-3x^2-9x+5\).

  • TXĐ: \(D=\mathbb{R}.\)
  • \(y’=3x^2-6x-9.\)
  • \(y’ = 0 \Leftrightarrow 3{x^2} – 6x – 9 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x = – 1\\ x = 3 \end{array} \right.\)
  • Bảng biến thiên:

Ví dụ Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số

Vậy hàm số không có Maxy; Miny.

b)  Xét hàm số \(y=\frac{x^2+2x+3}{x-1}\) xác định trên \((1;3].\)

  • ​\(y’=\frac{x^2-2x-5}{(x+1)^2}\)
  • \(y’ = 0 \Rightarrow {x^2} – 2x – 5 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x = 1 + \sqrt 6 \notin \left( {1;3} \right]\\ x = 1 – \sqrt 6 \notin \left( {1;3} \right] \end{array} \right.\)
  • Bảng biến thiên:

Ví dụ Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số

  • Vậy hàm số có giá trị nhỏ nhất \(\mathop {Min}\limits_{x \in (1;3]} y = 9\), Hàm số không có giá trị lớn nhất.

c. Hàm số đã cho xác định và liên tục trên khoảng $\left( {0; + \infty } \right).$
$y = \frac{{x + \sqrt {9{x^2} + 1} }}{{8{x^2} + 1}}$ $ = \frac{{9{x^2} + 1 – {x^2}}}{{\left( {8{x^2} + 1} \right)\left( {\sqrt {9{x^2} + 1} – x} \right)}}$ $ = \frac{1}{{\sqrt {9{x^2} + 1} – x}}.$
Hàm số đạt giá trị lớn nhất trên khoảng $\left( {0; + \infty } \right)$ khi hàm số $f\left( x \right) = \sqrt {9{x^2} + 1} – x{\rm{ }}$ đạt giá trị nhỏ nhất trên khoảng $\left( {0; + \infty } \right).$
Ta có: $f’\left( x \right) = \frac{{9x}}{{\sqrt {9{x^2} + 1} }} – 1$ với mọi $x \in \left( {0; + \infty } \right).$
Ta tìm nghiệm của phương trình $f’\left( x \right)$ trên khoảng $\left( {0; + \infty } \right).$
$f’\left( x \right) = 0,x \in \left( {0; + \infty } \right)$ $ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x > 0\\
\sqrt {9{x^2} + 1} = 9x
\end{array} \right.$ $ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x > 0\\
72{x^2} = 1
\end{array} \right. \Leftrightarrow x = \frac{1}{{6\sqrt 2 }}.$
$\mathop {\min }\limits_{x > 0} f\left( x \right) = \frac{{{\rm{2}}\sqrt {\rm{2}} }}{{\rm{3}}}$ khi $x = \frac{{\rm{1}}}{{{\rm{6}}\sqrt {\rm{2}} }}$ $ \Rightarrow \mathop {{\rm{max}}y}\limits_{x > {\rm{0}}} = \frac{1}{{\frac{{{\rm{2}}\sqrt {\rm{2}} }}{{\rm{3}}}}} = \frac{{3\sqrt 2 }}{4}$ khi $x = \frac{{\rm{1}}}{{{\rm{6}}\sqrt {\rm{2}} }}.$
Hàm số không có giá trị nhỏ nhất khi $x > 0.$

Dạng 2: Tìm GTLN và GTNN của hàm số trên một đoạn

Ví dụ:

Tìm GTLN-GTNN của các hàm số sau:

a) Hàm số \(y = f\left( x \right) = – \frac{1}{3}{x^3} + {x^2} – 2x + 1\) trên đoạn \(\left[ { – 1;0} \right]\).

b) Hàm số \(y = f\left( x \right) = \frac{{2x + 1}}{{x – 2}}\) trên đoạn \(\left[ { – \frac{1}{2};1} \right]\).

c) Hàm số \(y = f\left( x \right) = {\sin ^2}x – 2\cos x + 2\).

Lời giải:

a) Hàm số \(y = f\left( x \right) = – \frac{1}{3}{x^3} + {x^2} – 2x + 1\) xác định trên đoạn \(\left[ { – 1;0} \right]\).

  • \({f^/}\left( x \right) = – {x^2} + 2x – 2\)
  • \({f^/}\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow – {x^2} + 2x – 2 = 0\)
  • Ta có: \(f\left( { – 1} \right) = \frac{{11}}{3};f\left( 0 \right) = 1\).
  • Vậy: \(\mathop {\max f\left( x \right)}\limits_{\left[ { – 1;0} \right]} = \frac{{11}}{3}\); \(\mathop {\min f\left( x \right)}\limits_{\left[ { – 1;0} \right]} = 1\)

b) Hàm số \(y = f\left( x \right) = \frac{{2x + 1}}{{x – 2}}\) xác định trên đoạn \(\left[ { – \frac{1}{2};1} \right]\)

  • \({f^/}\left( x \right) = – \frac{5}{{{{\left( {x – 2} \right)}^2}}} < 0,\forall x \in\left [ -\frac{1}{2};1 \right ]\)
  • Ta có: \(f\left( { – \frac{1}{2}} \right) = 0;f\left( 1 \right) = – 3\)
  • Vậy: \(\mathop {\max f\left( x \right)}\limits_{\left[ { – \frac{1}{2};1} \right]} = 0\); \(\mathop {min f\left( x \right)}\limits_{\left[ { – \frac{1}{2};1} \right]} = – 3\)

c)  Hàm số \(y = f\left( x \right) = {\sin ^2}x – 2\cos x + 2\).

  • TXĐ: \(D=\mathbb{R}\)
  • Ta có: \(f\left( x \right) = {\sin ^2}x – 2\cos x + 2 = – c{\rm{o}}{{\rm{s}}^2}x – 2co{\mathop{\rm s}\nolimits} x + 3\)
  • Đặt: \(t = {\cos ^2}x\) suy ra \(t \in \left[ { – 1;1} \right];\forall x \in \mathbb{R}\).
  • Xét hàm số: \(g\left( t \right) = – {t^2} – 2t + 3\) trên đoạn \([-1;1]\).
    • Ta có: \({g^/}\left( t \right) = – 2t – 2\)
    •   \({g^/}\left( t \right) = 0 \Leftrightarrow t = – 1\)
    • Tính: \(g\left( { – 1} \right) = 4;g\left( 1 \right) = 0\).
  • Vậy: \(\max f(x) = \mathop {\max }\limits_{{\rm{[}} – 1;1]} g(t) = 4\); \(\min f(x) = \mathop {\min }\limits_{{\rm{[}} – 1;1]} g(t) = 0\).

Dạng khác – Thực tế

Ví dụ 1 . Tìm GTLN và GTNN của các hàm số sau:
a. $y = (x + 3)\sqrt { – {x^2} – 2x + 3} .$
b. $y = \sqrt {45 + 20{x^2}} + \left| {2x – 3} \right|.$

a. Hàm số xác định $ \Leftrightarrow – {x^2} – 2x + 3 \ge 0$ $ \Leftrightarrow – 3 \le x \le 1.$
Vậy hàm số xác định trên $D = [ – 3;1].$
$y’ = \frac{{ – 2{x^2} – 6x}}{{\sqrt { – {x^2} – 2x + 3} }}$ $ \Rightarrow y’ = 0$ $ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x \in ( – 3;1)\\
– 2{x^2} – 6x = 0
\end{array} \right.$ $ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x \in ( – 3;1)\\
x = 0,x = – 3
\end{array} \right.$ $ \Leftrightarrow x = 0.$
${\rm{y}}\left( { – {\rm{ 3}}} \right) = 0$, ${\rm{y}}\left( {\rm{1}} \right) = 0$, ${\rm{y}}\left( 0 \right) = 3\sqrt 3 .$
$f$ liên tục trên $[ – 3;1]$ và có đạo hàm trên $( – 3;1).$
Suy ra $\mathop {\max }\limits_{x \in D} y = 3\sqrt 3 $ khi $x = 0$, $\mathop {\min }\limits_{x \in D} y = 0$ khi $x = – 3$ hoặc $x = 1.$
b. Áp dụng bất đẳng thức B.C.S (Bunyakovsky), ta có:
$\sqrt {45 + 20{x^2}} = \sqrt {5(9 + 4{x^2})} $ $ = \sqrt {({2^2} + {1^2})[{3^2} + {{(2x)}^2}]}$ $\mathop \ge \limits^{BCS} $ $\left| {2.3 + 1.2x} \right| = \left| {6 + 2x} \right|.$
Suy ra $y \ge \left| {6 + 2x} \right| + \left| {2x – 3} \right|.$
Áp dụng bất đẳng thức $\left| a \right| + \left| b \right| \ge \left| {a + b} \right|$, ta có:
$\left| {6 + 2x} \right| + \left| {2x – 3} \right|$ $ = \left| {6 + 2x} \right| + \left| {3 – 2x} \right|$ $ \ge \left| {6 + 2x + 3 – 2x} \right| = 9.$
Suy ra $y \ge 9.$
$y = 9$ $ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
(6 + 2x)(3 – 2x) \ge 0\\
\frac{{2x}}{1} = \frac{3}{2}
\end{array} \right.$ $ \Leftrightarrow x = \frac{3}{4}.$
Vậy ${\rm{miny}} = {\rm{9}}$ khi $x = \frac{3}{4}.$

Ví dụ 2 .  Cho hai số thực $x, y$ thoả mãn: $\left\{ \begin{array}{l}
x \ge 0,{\rm{ }}y \ge 1\\
x + y = 3
\end{array} \right.$. Tìm giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất của biểu thức: $P = {x^3} + 2{y^2} + 3{x^2} + 4xy – 5x.$

Ta có $y = 3 – x \ge 1$ $ \Rightarrow x \le 2 \Rightarrow x \in \left[ {0;2} \right].$
Khi đó: $P = {x^3} + 2{(3 – x)^2} + 3{x^2} + 4x(3 – x) – 5x$ $ = {x^3} + {x^2} – 5x + 18.$
Xét hàm số $f(x) = {x^3} + {x^2} – 5x + 18$ trên $\left[ {0;2} \right]$, ta có:
$f'(x) = 3{x^2} + 2x – 5$ $ \Rightarrow f'(x) = 0 \Leftrightarrow x = 1.$
Hơn nữa: $f\left( 0 \right) = 18,$, $f\left( 1 \right) = 15$, $f\left( 2 \right) = 20.$
Vậy: $\max P = \mathop {\max }\limits_{{\rm{x}} \in {\rm{[}}0;2]} f(x) = f(2) = 20$ khi $x = 2$, $\min P = \mathop {\min }\limits_{{\rm{x}} \in {\rm{[}}0;2]} f(x) = f(1) = 15$ khi $x = 1.$

Ví dụ 3 . Cho hai số thực $a,b \ge 0$. Chứng minh: ${a^4} + {b^4} \ge {a^3}b + {b^3}a$ $(1).$

+ Nếu một trong hai số $a, b$ bằng $0$ thì $(1)$ luôn đúng.
+ Với $a \ne 0$, đặt $b = ta$. Khi đó $(1)$ trở thành:
${a^4}(1 + {t^4}) \ge {a^4}(t + {t^3})$ $ \Leftrightarrow {t^4} – {t^3} – t + 1 \ge 0.$
Xét hàm số $f(t) = {t^4} – {t^3} – t + 1$, ta có: $f'(t) = 4{t^3} – 3{t^2} – 1$ $ = (t – 1)(4{t^2} + t + 1).$
$ \Rightarrow f'(t) = 0 \Leftrightarrow t = 1.$
Lập bảng biến thiên, từ đó suy ra $f(t) \ge f(0) = 0$. Từ đó suy ra ${a^4} + {b^4} \ge {a^3}b + {b^3}a$ với $a,b \ge 0$.

Ví dụ 4 . Cho các số thực dương $x, y$. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: $P = \frac{{4x{y^2}}}{{{{\left( {x + \sqrt {{x^2} + 4{y^2}} } \right)}^3}}}.$

Đặt $x = ty$ ta có $P = \frac{{4t}}{{{{\left( {t + \sqrt {{t^2} + 4} } \right)}^3}}}.$
Xét $f\left( t \right) = \frac{{4t}}{{{{\left( {t + \sqrt {{t^2} + 4} } \right)}^3}}}$, $t > 0.$
Ta có: $f’\left( t \right) = \frac{{4\left( {\sqrt {{t^2} + 4} – 3t} \right)}}{{\sqrt {{t^2} + 4} {{\left( {t + \sqrt {{t^2} + 4} } \right)}^3}}}$ và $f’\left( t \right) = 0 \Leftrightarrow \sqrt {{t^2} + 4} = 3t$ $ \Leftrightarrow t = \frac{1}{{\sqrt 2 }}.$
Lập bảng biến thiên ta được $\mathop {\max }\limits_{(0; + \infty )} f\left( t \right) = f\left( {\frac{1}{{\sqrt 2 }}} \right) = \frac{1}{8}.$
Vậy $\max P = \frac{1}{8}$ khi $x = \frac{1}{{\sqrt 2 }}y.$

Ví dụ 5 . Tìm tất cả các giá trị của $a$ và $b$ thoả mãn điều kiện: $a \ge – \frac{1}{2}$ và $\frac{a}{b} > 1$ sao cho biểu thức $P = \frac{{2{a^3} + 1}}{{b\left( {a – b} \right)}}$ đạt giá trị nhỏ nhất. Tìm giá trị nhỏ nhất đó.

Từ giả thiết, ta suy ra $a \ne 0$ và $b(a – b) > 0.$
Ta có: $0 < b(a – b) \le \frac{{{a^2}}}{4}$ và $2{a^3} + 1 > 0$ nên $P \ge \frac{{2{a^3} + 1}}{{{a^2}}} = f(a).$
Xét hàm số $f(a),{\rm{ }}a \ge – \frac{1}{2}$ có $f'(a) = \frac{{2{a^3} – 2}}{{{a^3}}}$ $ \Rightarrow f(a) = 0 \Leftrightarrow a = 1.$
Bảng biến thiên:

Ví dụ Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số

Từ bảng biến thiên $ \Rightarrow f(a) \ge 3{\rm{ }}, \forall a \ge – \frac{1}{2}$ $ \Rightarrow P \ge – \frac{1}{2}.$
Đẳng thức xảy ra $ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
a = – \frac{1}{2}\\
b = – \frac{1}{4}
\end{array} \right.$ hoặc $\left\{ \begin{array}{l}
a = 1\\
b = \frac{1}{2}
\end{array} \right.$
Vậy $\min P = 3$ khi $\left( {a;b} \right) = \left( { – \frac{1}{2}; – \frac{1}{4}} \right),\left( {1;\frac{1}{2}} \right)$.

Ví dụ 6 . Tìm GTLN và GTNN của hàm số sau: $y = \frac{{\sqrt {x + 1} + 2\sqrt {3 – x} + 2}}{{2\sqrt {x + 1} + \sqrt {3 – x} + 1}}$ trên $\left[ { – 1;3} \right].$

Vì ${\left( {\sqrt {x + 1} } \right)^2} + {\left( {\sqrt {3 – x} } \right)^2} = 4$, suy ra tồn tại số thực $t \in \left[ {0;1} \right]$ sao cho $\sqrt {x + 1} = \frac{{4t}}{{1 + {t^2}}}$, $\sqrt {3 – x} = \frac{{2(1 – {t^2})}}{{1 + {t^2}}}.$
Khi đó: $y = \frac{{2{t^2} – 4t – 6}}{{{t^2} – 8t – 3}} = f(t)$, xét $f(t) = \frac{{2{t^2} – 4t – 6}}{{{t^2} – 8t – 3}}$ với $t \in \left[ {0;1} \right].$
Ta có: $f'(t) = \frac{{ – 12{t^2} – 36}}{{{{({t^2} – 8t – 3)}^2}}} < 0$ $\forall t \in \left[ {0;1} \right]$ nên $f(t)$ nghịch biến trên đoạn $\left[ {0;1} \right].$
Hơn nữa: $f(0) = 2$, $f(1) = \frac{4}{5}.$
Vậy $\min y = \mathop {\min }\limits_{t \in \left[ {0;1} \right]} f(t) = f(0) = 2$ khi $x = 0$, $\max y = \mathop {\max }\limits_{t \in \left[ {0;1} \right]} f(t) = f(1) = \frac{4}{5}$ khi $x = 1.$

Thuộc chủ đề:Toán lớp 12 Tag với:Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số

Bài liên quan:

  • 1. Bài tập luyện tập MAX – MIN của hàm số – 2022
  • 2. Bài 3. Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số
  • 3. Trắc nghiệm Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số
  • 4. Lý thuyết Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số

Reader Interactions

Để lại phản hồi Huỷ trả lời

Sidebar chính

Bài viết mới

  • Luyện tập đơn điệu – cực trị hàm số – Toán 12 30/09/2026
  • Từ một tấm tôn hình chữ nhật có kích thước $50\text{ cm} \times 80\text{ cm}$, người ta cắt bốn góc bốn hình vuông bằng nhau có cạnh $x\text{ (cm)}$ rồi gấp lại thành một chiếc hộp không nắp. Tìm $x$ (tính theo $\text{cm}$) để thể tích khối hộp thu được là lớn nhất 26/09/2026
  • Một công ty muốn sản xuất các lon nước ngọt hình trụ có nắp với thể tích $54\pi\text{ cm}^3$. Bán kính đáy của lon nước ngọt bằng bao nhiêu xentimét để diện tích toàn phần của lon đạt giá trị nhỏ nhất? 25/09/2026
  • Một người nông dân muốn rào một khu đất hình chữ nhật có diện tích $600\text{ m}^2$ và ngăn đôi thành hai phần bằng nhau bởi một hàng rào song song với một cạnh. Chiều dài tối thiểu của toàn bộ hàng rào cần dùng bằng bao nhiêu mét? 25/09/2026
  • Một người nông dân dùng cuộn lưới dài $120\text{ m}$ để rào một mảnh đất hình chữ nhật sát một bờ sông thẳng (phía bờ sông không rào) và chia thành hai mảnh bằng một vách ngăn vuông góc với bờ sông. Diện tích lớn nhất rào được bằng bao nhiêu mét vuông? 25/09/2026

Mục lục

  • 1. HƯỚNG DẪN ÔN THI THPTQG MÔN TOÁN – CHƯƠNG-TRÌNH-MỚI 2025
  • 2. Phát triển các câu tương tự Đề TOÁN THAM KHẢO 2024
  • 3. Học toán lớp 12
  • 4. Chương 1: Ứng Dụng Đạo Hàm Để Khảo Sát Và Vẽ Đồ Thị Của Hàm Số
  • 5. Chương 2: Hàm Số Lũy Thừa Hàm Số Mũ Và Hàm Số Lôgarit
  • 6. Chương 3: Nguyên Hàm – Tích Phân Và Ứng Dụng
  • 7. Chương 1: Khối Đa Diện
  • 8. Chương 2: Mặt Nón, Mặt Trụ, Mặt Cầu
  • 9. Chương 3: Phương Pháp Tọa Độ Trong Không Gian

Booktoan.com (2015 - 2026) Học Toán online - Giải bài tập môn Toán, Sách giáo khoa, Sách tham khảo và đề thi Toán.
Giới thiệu - Liên hệ - Bản quyền - Sitemap - Quy định - Hướng dẫn.