Khác hàm đa thức ở bước nào?
Phân thức có một điểm bị loại làm miền chia thành hai khoảng. Ta phải xét mỗi khoảng riêng, ghi giới hạn hai phía tại điểm loại và vẽ hai nhánh tách rời. Không nối đường cong xuyên qua tiệm cận đứng.
Nhắc quy tắc đạo hàm thương
Với u,v có đạo hàm và v≠0:
$$(u/v)'=\frac{u'v-uv'}{v^2}.$$
Ví dụ u=2x+1, v=x−3: tử đạo hàm là 2(x−3)−(2x+1)=−7. Giữ ngoặc khi trừ cả tích thứ hai.
Với $f(x)=(ax+b)/(cx+d)$, c≠0 và ad−bc≠0, ta có $f'(x)=(ad-bc)/(cx+d)^2$. Mẫu dương trong miền, nên dấu đạo hàm phụ thuộc ad−bc. Nếu ad−bc=0, biểu thức rút gọn thành hằng số trên miền; không áp dụng hình hai nhánh của trường hợp không suy biến.
Ví dụ 1 — Hai nhánh nghịch biến
Khảo sát $f(x)=(2x+1)/(x-3)$.
**Miền:** D=R\{3}. **Đạo hàm:** f′=−7/(x−3)²<0. Hàm giảm trên từng khoảng (−∞;3),(3;+∞), không có cực trị.
**Giới hạn và tiệm cận:** viết f=2+7/(x−3). Hai giới hạn vô cực bằng 2; tại 3⁻ là −∞, tại 3⁺ là +∞. Tiệm cận ngang y=2, đứng x=3.
**Vẽ:** giao Oy là (0;−1/3), giao Ox là (−1/2;0). Tâm I(3;2) là giao hai tiệm cận. Với x<3, f<2; với x>3, f>2. Vẽ mỗi nhánh đi xuống đúng các giới hạn; tâm nằm ngoài đồ thị vì x=3 bị loại.
Thử: tính đúng đạo hàm
Đạo hàm của $g(x)=(x+1)/(x-2)$ là biểu thức nào?
Kiểm thứ tự phép trừ ở tử.
Không lấy đạo hàm riêng tử chia đạo hàm riêng mẫu.
Đúng: mẫu bình phương và tử −3.
Tử đạo hàm không triệt tiêu hết; còn −3.
Lời giải
Với x≠2, dùng quy tắc đạo hàm của thương:
$$g'(x)=\frac{(x-2)-(x+1)}{(x-2)^2}.$$
Tử rút gọn thành −3, nên $g'(x)=-3/(x-2)^2$. Chọn C.
Ví dụ 2 — Hai nhánh đồng biến
Khảo sát $h(x)=(x-2)/(x+1)=1-3/(x+1)$.
D=R\{−1}; h′=3/(x+1)²>0 nên tăng trên từng khoảng (−∞;−1),(−1;+∞), không có cực trị.
Khi x→±∞, h→1. Khi x→−1⁻, h→+∞; khi x→−1⁺, h→−∞. Hai tiệm cận là x=−1 và y=1; tâm I(−1;1).
Giao Oy (0;−2), giao Ox (2;0). Nhánh trái nằm trên y=1 và tăng về +∞; nhánh phải nằm dưới y=1, tăng từ −∞ về gần 1. Hãy đối chiếu hình với từng thông tin này.
Thử: đặt đúng tọa độ tâm
Một đồ thị thuộc họ phân thức bậc nhất/bậc nhất không suy biến có tiệm cận x=3 và y=2. Tìm tâm và giải thích vì sao không cần biết một điểm của đồ thị ở x=3.
Giao của $x=3$ và $y=2$ có tọa độ $(3;2)$.
Tâm là giao hai tiệm cận và không cần thuộc đồ thị; $x=3$ còn bị loại khỏi miền.
Phương án dùng đúng dữ kiện, điều kiện và lập luận.
Tâm đúng nhưng không phải điểm của đồ thị; đường $x=3$ không thuộc miền xác định.
Lời giải
Tâm là giao hai tiệm cận I(3;2). Với họ này, đường x=3 bị loại khỏi miền; tâm không phải điểm thuộc đồ thị, nên không cần có f(3).
Bài luyện 1
Khảo sát $u(x)=(x+2)/(x-1)$ và mô tả hai nhánh.
Phương án dùng đúng dữ kiện, điều kiện và lập luận.
Đạo hàm của $3/(x-1)$ là $-3/(x-1)^2$, nên hàm giảm.
Hàm không xác định tại $1$ và nghiệm tử là $x=-2$, không phải $2$.
Hai loại tiệm cận và vị trí hai nhánh đều bị đảo.
Lời giải
D=R\{1}; u=1+3/(x−1), u′=−3/(x−1)²<0. Giảm trên mỗi khoảng, không cực trị. Giới hạn tại 1⁻:−∞,1⁺:+∞; tại ±∞:1. Tiệm cận x=1,y=1; tâm (1;1); giao Ox (−2;0), Oy (0;−2). Nhánh trái dưới y=1, nhánh phải trên y=1.
Bài luyện 2
Hàm $(2x+2)/(x+1)$ có tiệm cận đứng x=−1 không?
Tử và mẫu có nhân tử chung $x+1$; giới hạn hữu hạn nên chỉ có điểm khuyết.
Phương án dùng đúng dữ kiện, điều kiện và lập luận.
Hàm gốc không xác định tại $-1$, nên đường thẳng bị thiếu điểm $(-1;2)$.
Điều kiện $ad-bc=0$ chính là trường hợp suy biến; sau rút gọn không còn giới hạn vô cực tại $-1$.
Lời giải
Không. Hàm bằng 2 với x≠−1, giới hạn tại −1 bằng 2. Đây là trường hợp suy biến ad−bc=0; đồ thị là đường y=2 bỏ điểm (−1;2).
Bài luyện 3
Vì f′<0 ở mọi điểm thuộc R\{3}, có được nói f giảm trên toàn R không?
Muốn nói giảm trên một khoảng, hàm phải xác định trên toàn khoảng; điểm $3$ làm miền bị tách.
Phương án dùng đúng dữ kiện, điều kiện và lập luận.
Đạo hàm âm cho hàm giảm, không phải tăng, trên từng khoảng xác định.
Điểm $3$ không thuộc miền nên không được đưa vào hai khoảng.
Lời giải
Không. f không xác định tại 3. Quy tắc dấu đạo hàm áp dụng trên mỗi khoảng của miền; không nối qua điểm loại.
Những điều cần nhớ
Quy tắc thương cần đúng thứ tự phép trừ. Sau miền và đạo hàm, tìm đủ giới hạn, tiệm cận, giao trục và tâm; vẽ hai nhánh riêng theo bảng. Trường hợp tử chia hết cho mẫu phải xét riêng.
Đang học