Giải bài 5 trang 17 sách bài tập toán 12 - Chân trời sáng tạo

Đề bài

Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của các hàm số sau:

a) \(y = \sqrt { - {x^2} + 9} \);

b) \(y = \frac{{x + 1}}{{{x^2} + 2{\rm{x}} + 10}}\).

Lời giải chi tiết

a) Tập xác định: \(D = \left[ { - 3;3} \right]\).

Xét hàm số \(y = f\left( x \right) = \sqrt { - {x^2} + 9} \) trên đoạn \(\left[ { - 3;3} \right]\).

Ta có: \(f'\left( x \right) = \frac{{{{\left( { - {x^2} + 9} \right)}^\prime }}}{{2\sqrt { - {x^2} + 9} }} = \frac{{ - 2{\rm{x}}}}{{2\sqrt { - {x^2} + 9} }} = \frac{{ - {\rm{x}}}}{{\sqrt { - {x^2} + 9} }}\)

\(f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow x = 0\).

\(f\left( { - 3} \right) = 0;f\left( 0 \right) = 3;f\left( 3 \right) = 0\)

Vậy \(\mathop {\max }\limits_{\left[ { - 3;3} \right]} f\left( x \right) = f\left( 0 \right) = 3,\mathop {\min }\limits_{\left[ { - 3;3} \right]} f\left( x \right) = f\left( 3 \right) = f\left( { - 3} \right) = 0\).

b) Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\).

Xét hàm số \(y = f\left( x \right) = \frac{{x + 1}}{{{x^2} + 2{\rm{x}} + 10}}\) trên \(\mathbb{R}\).

Ta có:

\(\begin{array}{l}f'\left( x \right) = \frac{{{{\left( {x + 1} \right)}^\prime }\left( {{x^2} + 2{\rm{x}} + 10} \right) - \left( {x + 1} \right){{\left( {{x^2} + 2{\rm{x}} + 10} \right)}^\prime }}}{{{{\left( {{x^2} + 2{\rm{x}} + 10} \right)}^2}}}\\ &  = \frac{{\left( {{x^2} + 2{\rm{x}} + 10} \right) - \left( {x + 1} \right)\left( {2{\rm{x}} + 2} \right)}}{{{{\left( {{x^2} + 2{\rm{x}} + 10} \right)}^2}}} = \frac{{ - {x^2} - 2{\rm{x}} + 8}}{{{{\left( {{x^2} + 2{\rm{x}} + 10} \right)}^2}}}\end{array}\)

\(f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow x = 2\) hoặc \({\rm{x}} =  - 4\).

Bảng biến thiên của hàm số:

Từ bảng biến thiên, ta thấy \(\max f\left( x \right) = f\left( 2 \right) = \frac{1}{6},\min f\left( x \right) = f\left( { - 4} \right) =  - \frac{1}{6}\).