y y
Bước 4: Kết luận khoảng đồng biến, nghịch biến của hàm số y f x
, y f u x
,
y f u x h x …
Ví dụ: Cho hàm số m xác định và liên tục trên , có đạo hàm f x
thỏa mãnx 1 0 1
f x 0 0 0
Hàm số y f
1x
nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?A.
3;1
. B.
2;0
.C.
1;3
. D.
1;
.Hướng dẫn giải
1
1
y f x y f x
Hàm số y f
1x
nghịch biến
1
0
1
0f x f x
1 1 0
1 1 0 1 2
x x
x x
.
Vậy hàm số y f
1x
có nghịch biến trên khoảng
;0
và
0;1 , nên hàm số nghịch biến trên
2;0
.Chọn B.
Ví dụ mẫu
Ví dụ 1. Cho hàm số y f x
có bảng xét dấu đạo hàm như sauHàm số y f x
22x
đồng biến trên khoảng nào dưới đây?A.
1;
. B.
3; 2
. C.
0;1 . D.
2;0
.Hướng dẫn giải Đặt g x
f x
22x
Ta có g x
f x
22 . 2x
x2
x 2 0 3
f x 0 0 0
TOANMATH.com Trang 35
222
1 1 2 2 0
0 2
2 0 1
2 3 3
x x x x x
g x x
x x x
x x x
Bảng xét dấu g x
x 3 2 1 0 1
2x2 0
2 2
f x x 0 0 0 0
g x 0 0 0 0 0
Dựa vào bảng xét dấu của g x
suy ra hàm số g x
f x
22x
đồng biến trên
; 3 , 2; 1
và
0;1 , nên hàm số đồng biến trên
0;1 .Chọn C.
Lưu ý: - Thông qua bảng xét dấu f x
xác định được nghiệm của phương trình f x
0.- Hàm số y f x
22x
đồng biến đánh giá y 0 với y
2x2
f x
22x
(giải bất phương trình tích)Chú ý:
Nếu f x
0 x a thì f u x
0 u x
a.- Bảng xét dấu g x
chính là bảng xét dấu của tích
2x2
f x
22x
.Ví dụ 2. Cho hàm số y f x
có bảng xét dấu của đạo hàm f x
như saux 1 1 2 5
f x 0 0 0 0
Hàm số y g x
3f
x 2
x33x29x1 nghịch biến trên khoảng nào sau đây?A.
2;1
. B.
2;
. C.
0; 2 . D.
; 2
.Hướng dẫn giải Ta có yg x
3x26x 9 3f
2x
.Hàm số y g x
nghịch biến khi và chỉ khi
0 2 2 3
2
yg x x x f x (1).
Nhận xét:
• Xét
2;
Với x 3
1 12 f
1 0 loại.TOANMATH.com Trang 36
• Xét
0; 2Với 3
1 9 1 02 4 2
x f loại.
• Xét
; 2
Với x 4
1 5 f
6 0 loại.Xét
2;1
thỏa mãn (1) vì
2 22 3 00 1 222 2 3 015 33 3 11 3 1
x x x
xf xx x x x x x
Chọn A.
Lưu ý: - Thông qua bảng xét dấu f x
xác định được nghiệm của bất phương trình f x
0 vànghiệm của bất phương trình f x
0.- Hàm số y g x
nghịch biến đánh giá y 0.Với dạng toán này cần tìm những giá trị của x sao cho
2
2 0
2 3 0
f x
x x
.
Dạng 2: Tìm khoảng đồng, biến nghịch biến của hàm số y f x y
, f u x
khi biết đồ thị của hàm số y f x
Phương pháp giải
Bước 1: Tìm đạo hàm của hàm số y f u x
,
yu x f u x .
Bước 2: Từ đồ thị hàm số y f x
xác định được hàm số y f x
hoặc (nghiệm phương trình
0f x , nghiệm của bất phương trình f x
0và nghiệm của bất phương trình f x
0).Bước 3: Đánh giá các khoảng thỏa mãn
0, 0
y y .
Bước 4: Kết luận khoảng đồng biến, nghịch biến của hàm số y f x
, y f u x
Ví dụ: Cho hàm số y f x
có đồ thị như hình bên. Hàm số y f x
đồng biến trên khoảngA.
1; 2 . B.
2;3 .C.
1;0
. D.
1;1
.Hướng dẫn giải Hàm số y f x
có y f x
.Hàm số y f x
đồng biến khi và chỉ khiTOANMATH.com Trang 37
0 0
y f x .
Dựa vào đồ thị ta có f x
0 với mọi x
0; 2 .Vậy hàm số đồng biến trên khoảng
0; 2 .Chọn A.
Ví dụ mẫu
Ví dụ 1. Cho hàm số y f x
ax3bx2cx d
a b c d, , ,
có đạo hàm trên và có đồ thị như hình vẽ. Đặt hàm số y g x
f
2x1
. Hàm số y g x
nghịch biến trên khoảngA.
1;0
. B.
8; 1
. C.
1; 2 . D.
0;1 .Hướng dẫn giải Cách 1: Hàm số y g x
f
2x1
có yg x
2f
2x1
Hàm số nghịch biến khi và chỉ khi
2 2 1 1 2 1 1 0 1
y f x x x
Cách 2: Hàm số y f x
có dạng y f x
ax3bx2cx d
a b c d, , ,
.Ta có f x
3ax22bx c .Theo đồ thị, hai điểm A
1;3
và B
1; 1
là hai điểm cực trị của đồ thị hàm số y f x
.Ta có
1 3 3 1
1 1 1 0
3 2 0 3
1 0
3 2 0 1
1 0
f a b c d a
f a b c d b
a b c c
f
a b c d
f
Vậy f x
x33x1
2 1
2 1
3 3 2
1 1
y g x f x x x ;
6 2 1
2 6yg x x
TOANMATH.com Trang 38
0 22x 11 11 x 10g x x x
Bảng xét dấu
x 0 1
g x 0 0 Vậy hàm số y g x
nghịch biến trên
0;1 .Chọn D.
Lưu ý: Từ đồ thị hàm số y f x
xác định hàm y f x
. và hàm y f
2x 1
khảo sát và tìm khoảng nghịch biến của hàm số.Chú ý:
Nếu hàm số y f x
đồng biến trên
a b thì hàm số ; f mx n
:Đồng biến trên a n b n;
m m
nếu m0. Nghịch biến trên b n a n;
m m
nếu m0.
Ví dụ 2. Cho hàm số y f x
ax3bx2cx d
a b c d, , ,
có đồ thị như hình bên. Đặt y g x
f x
2 x 2
.Chọn khẳng định đúng trong các khẳng định sau.
A. g x
nghịch biến trên khoảng
0; 2 .B. g x
đồng biến trên khoảng
1;0
.C. g x
nghịch biến trên khoảng 1;0 2
. D. g x
đồng biến trên khoảng
; 1
.Hướng dẫn giải Hàm số y f x
ax3bx2cx d , có đồ thị như hình vẽ.Nhận xét A
0; 4 và M
2;0 là hai điểm cực trị của hàm số.Ta có
0 4 4 1
2 0 8 4 2 0 3
3 2 0 0
0 0
12 4 0 4
2 0
f d a
f a b c d b
a b c c
f
a b c d
f
Tìm được hàm số y x 33x24
Ta có y g x
x2 x 2
33 x2 x 2
24TOANMATH.com Trang 39
2 1 3
2 2
2 6 2 2
yg x x x x x x
1
0 02
1 x
g x x
x
Bảng xét dấu
x 1 1
2 0
g x 0 0 0 Vậy y g x
nghịch biến trên khoảng 1;02
. Chọn C.
Lưu ý: - Từ đồ thị hàm số y f x
xác định được hàm y f x
và hàm y f x
2 x 2
khảo sátvà tìm khoảng nghịch biến của hàm số.
- Có thể sử dụng y
2x1 .
f x
2 x 2
y 0
2
2 1 0
2 0
x f x x
2 2
2 1 0
2 0 2 2 x
x x x x
Ví dụ 3. Cho hàm số bậc ba y f x
ax3bx2cx d và y g x
f mx
1
, m0 có đồ thị như hình vẽ. Hàm số y g x
nghịch biến trên đúng một khoảngcó độ dài bằng 3. Giá trị m làA. 3 . B. 1
2 . C. 2
3. D. 2
5. Hướng dẫn giải
TOANMATH.com Trang 40 Hàm số y g x
f mx
1
nghịch biến trên khoảng có độ dài bằng 3 nên
1
0
1
0g x mf mx f mx trên một khoảng có độ dài bằng 3.
Ta có
1
1 0 1 01 2 1
mx x m
f mx mx
x m
Bảng xét dấu f mx
1
x 1
m
1
m
1
f mx 0 0
1
0 1 1;f mx x
m m
Yêu cầu của bài toán 1 1 2
3 m 3
m m
Chọn C.
Lưu ý: Từ đồ thị hàm số y f x
xác định hàm số y f x
và y g x
f mx
1
kết hợp với phần nhận xét ở ví dụ 1 cho kết quả.- Hàm số f x
đồng biến trên
0;2 Hàm số y f mx
1
nghịch biến trên 0 1 2 1 m ; m
có độ dài bằng 2 3 2
m 3 m .
Bài toán 3: Tìm khoảng đồng biến, nghịch biến của hàm số y f x
, y f u x
,
y f u x h x … khi biết đồ thị của hàm số y f x
Phương pháp giải
TOANMATH.com Trang 41 Bước 1: Tìm đạo hàm của hàm số y f u x
,
y f u x h x …
yu x f u x , yu x f u x
.
h x
Bước 2: Từ đồ thị hàm số y f x
xác địnhnghiệm phương trình f x
0, nghiệm của bất phương trình f x
0 và nghiệm của bất phương trình f x
0.Bước 3: Đánh giá các khoảng thỏa mãn 0, 0
y y
Bước 4: Kết luận khoảng đồng biến, nghịch biến của hàm số y f x
, y f u x
,
y f u x h x …
Ví dụ: Cho hàm số y f x
. Hàm số y f x
có đồ thị như hình vẽ.
Hàm số y g x
f x
2 nghịch biến trên khoảng A.
; 1
. B.
1;0
.C.
0;1 . D.
1;3 .Hướng dẫn giải Ta có g x
2 .x f x
2Để g nghịch biến thì
2
2
0 0 0
0 0 x
g x f x
x f x
2 2
2 2
0 2
1 1 4
1 0
0 1 2
1 1 4
x x x x
x xx
x x
Vậy hàm số y f x
2 nghịch biến trên các khoảng
; 2
;
1;0
và
1; 2 .Chọn B.
Ví dụ mẫu
Ví dụ 1. Cho hàm số y f x
. Đồ thị hàm số y f x
như hình vẽ. Hàm số y g x
f
3 2 x
nghịch biến trên khoảng
TOANMATH.com Trang 42 A.
; 1
. B.
2;
. C.
0; 2 . D.
1;3 .Hướng dẫn giải
Từ đồ thị
C :y f x f x
; 0 x2 5x 2 (1)
Mà g x
2.f
3 2 x
(2)Từ (1) và (2) ta có
0
3 2
0 3 22 3 25 2 12 521
x x
g x f x x x
Vậy hàm số g x
nghịch biến trên các khoảng 1 5 2 2;
và
; 1
.Chọn A.
Lưu ý: Thông qua đồ thị hàm số y f x
0 52 x 2f x x
.
0 2 5x 2f x x
.
Hàm số y f
3 2 x
nghịch biến đánh giá y 2f
3 2 x
0.Chú ý:
Dựa vào giao điểm của đồ thị hàm số y f x
với trục hoành chọn hàm cụ thể thỏa mãn
2
2
5
y f x x x x
2 3 2
y f x
. Lập bảng xét dấu.
Kết luận.
Ví dụ 2. Cho hàm số y f x
liên tục trên . Hàm số y f x
có đồ thị như hình vẽ. Hàm số
1
2019 20182018
g x f x x trên khoảng nào dưới đây?
TOANMATH.com Trang 43 A.
2;3 . B.
0;1 . C.
1;0
. D.
1;2 .Hướng dẫn giải Ta có g x
f x
1 1
Do đó y 0 f x
1
1 xx 11 21xx03
Vậy hàm số đồng biến trên
1;0
.Chọn C.
Nhận xét: Hàm số g x có
g x
f x
1 1
.Từ đồ thị hàm số y f x
, ta có f x
1 xx 21
1 1 2f x x .
Ví dụ 3. Cho hai hàm số f x
và g x
có đồ thị như hình vẽ. Biết rằng hai hàm số f
2x1
và
g ax b có cùng khoảng nghịch biến
m n;
, m n, . Khi đó giá trị của biểu thức
4a b
bằngA. 0 . B. 2. C. 4. D. 3 . Hướng dẫn giải
Hàm số y f x
nghịch biến trên khoảng
1;3TOANMATH.com Trang 44 Hàm số y f
2x1
có y2f
2x1
Với y 0 2.f
2x 1
0 f
2x 1
0 1 2x 1 3 1 x 2Vậy hàm số y f
2x1
nghịch biến trên khoảng
1;2Hàm số y g ax b
có đạo hàm ya g ax b.
0. 0 2 2
x b
ax b a
y a g ax b ax b b
x a
Nếu 2
0 b b
a a a
Hàm số nghịch biến trên các khoảng 2
; b ; b;
a a
(không thỏa mãn).
Nếu 2
0 b b
a a a
Hàm số nghịch biến trên khoảng 2
b; b
a a
Do hàm số có cùng khoảng nghịch biến là
1;2 nên 2abb 21 2ab 12
ab 42a a
.
Vậy 4a b 4. Chọn C.
Bài tập tự luyện dạng 3
Câu 1: Cho hàm số y f x
có đạo hàm liên tục trên , dấu của đạo hàm được cho bởi bảng dưới đây.Hàm số y f
2x2
nghịch biến trên khoảng nào?x 0 2
f x 0 0
A.
1;1
. B.
2;
. C.
1;2 . D.
; 1
.Câu 2: Cho hàm số y f x
có bảng xét dấu của đạo hàm như saux 2 1 2 4
f x 0 0 0 0
Hàm số y 2f x
2019 nghịch biến trên khoảng nào trong các khoảng dưới đây?A.
4;2
. B.
1;2
. C.
2; 1
. D.
2;4 .Câu 3: Cho hàm số y f x
có đạo hàm liên tục trên và có bảng biến thiên như sauTOANMATH.com Trang 45 Hàm số y f x
22x
nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?A.
;0
. B.
0;1 . C.
2;
. D.
1;2 .Câu 4: Cho hàm số y f x
có đạo hàm liên tục trên và bảng biến thiên của y f x
như saux 1 1 2
y 0 0
y
3
3
3
Hàm số g x
f x
3x đồng biến trên khoảng nào?A.
2; 2018 . B.
2019; 2
. C.
1;2 . D.
1;1
.Câu 5: Cho hàm số y f x
có bảng xét dấu của đạo hàm như saux 2 0 1
f x 0 0 0
Đặt
1 3 1 23 2
y g x f x x x . Khẳng định nào dưới đây là đúng?
A. Hàm số y g x
đồng biến trên khoảng
;1
.B. Hàm số y g x
đồng biến trên khoảng
1; 2 .C. Hàm số y g x
đồng biến trên khoảng
0;1 .D. Hàm số y g x
nghịch biến trên khoảng
2;1
.Câu 6: Cho hàm số y f x
liên tục trên và có bảng xét dấu đạo hàm như saux 1 1 3
f x 0 0
Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số m để hàm số g x
f x m
đồng biến trên khoảng
0; 2 ?A. 3. B. 4. C. 2. D. 1.
Câu 7: Cho hàm số y f x
có đạo hàm trên và có bảng xét dấu như saux 2 1 2 4
f x 0 0 0 0
x 0 2
y 0 0
y
1
3
TOANMATH.com Trang 46 Có bao nhiêu giá trị nguyên của m thuộc
0; 2020 để hàm số
g x
f x
2 x m
nghịch biến trên khoảng
1;0
?A. 2017. B. 2018. C. 2016. D. 2015.
Câu 8: Cho hàm số bậc ba y f x
có đồ thị như hình vẽ. Hàm số f
3x2
nghịch biến trên khoảng
;
. Khi đó giá trị lớn nhất của làA. 9. B. 3. C. 6. D. 1.
Câu 9: Cho hàm số y f x
ax3bx2cx d có đồ thị dưới đây. Đặt g x
f
x2 x 2
Chọn khẳng định đúng trong các khẳng định sau?
A. g x
nghịch biến trên khoảng
0; 2 .B. g x
đồng biến trên khoảng
1;0
.C. g x
nghịch biến trên khoảng 1 2;0
. D. g x
đồng biến trên khoảng
; 1
.Câu 10: Cho hàm số y f x
có đồ thị như hình dưới đây. Hàm số
2019
y f x đồng biến trên khoảng A.
1; 2 .B.
2;3 .C.
1;0
.D.
1;1
.Câu 11: Cho hàm số y f x
có đồ thị dưới đây. Số giá trị nguyên của tham số m để hàm số y f x
2 x m
nghịch biến trên
0;1 làA. 0.
B. 1.
C. 2.
D. 3.
TOANMATH.com Trang 47 Câu 12: Cho hàm số y f x
có đạo hàm trên và có đồ thị hàm f x
như hình vẽ dưới đây. Hàm số g x
f x
2x
đồng biến trên khoảng nào?A. 1 2;1
. B.
1; 2 . C. 1;12
. D.
; 1
.Câu 13: Cho hàm số y f x
. Hàm số y f x
có đồ thị như hình vẽ bên. Hàm số y f
1x2
nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?A.
3;
.B.
3; 1
.C.
1; 3 .D.
0;1 .Câu 14: Cho hàm số y f x
liên tục trên . Biết rằng hàm số y f x
có đồ thị như hình vẽ bên.Hàm số y f x
25
nghịch biến trên khoảng trong các khoảng sau đây?A.
; 3
. B.
5; 2
.C. 1 3; 2 2
. D.
2;
.Câu 15: Cho hàm số y f x
có đạo hàm trên . Biết đồ thị hàm số y f x
như hình vẽ. Gọi S là tập các giá trị nguyên của thamTOANMATH.com Trang 48 số m thoả mãn m
2019;2019
sao cho hàm số g x
f x m
đồng biến trên khoảng
2;0
. Sốphần tử của tập S là A. 2017.
B. 2019.
C. 2015.
D. 2021.
Câu 16: Cho hàm số y f x
có đạo hàm trên và hình bên dưới là đồ thị của đạo hàm y f x
.Hàm số g x
2f
2x
x2 nghịch biến trên khoảng A.
3; 2
.B.
2; 1
.C.
1;0
.D.
0; 2 .Câu 17: Cho hàm số y f x
có đồ thị hàm số y f x
như hình vẽ. Hàm số
1
22 y f x x x nghịch biến trên khoảng
A. 1;3 2
. B.
2;0
. C.
3;1
. D.
1;3 .Câu 18: Cho hàm số y f x
có đạo hàm trên thoả
2
2 0f f và đồ thị của hàm số y f x
có dạng như hình bên. Hàm số y
f x
2 nghịch biến trên khoảng nào trong các khoảng sau?A. 3 1;2
. B.
1;1
.C.
2; 1
. D.
1;2 .TOANMATH.com Trang 49 Câu 19: Cho hàm số y f x
. Đồ thị hàm số y f x
như hìnhbên và f
2 f
2 0. Hàm số g x
f
3x
2 nghịch biến trên khoảng nào trong các khoảng sau?A.
2;2
. B.
1; 2 .C.
2;5 . D.
5;
.Câu 20: Cho hàm số y f x
có đồ thị hàm số y f
2x
như hình vẽ bên. Hàm số y f x
đồng biến trên khoảng nào sau đây?A.
2;4
. B.
1;3
.C.
2;1
. D.
0;1 .Câu 21: Cho hàm số y f x
có đạo hàm liên tục trên . Đồ thị hàm số
3 5
y f x như hình vẽ. Hàm số y f x
nghịch biến trên khoảng nào?A.
;8
. B. 4;3
. C. 4 4
3 3;
. D.
8;10
.Câu 22: Cho hàm số y f x
, hàm số y f x
ax3bx2cx d
a b c d, , ,
có đồ thị như hình vẽ. Hàm số g x
f f x
nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?A.
1;
. B.
; 2
. C.
1;0
. D. 3; 33 3
. Câu 23: Cho hàm số y f x
có đồ thị f x
như hình vẽTOANMATH.com Trang 50 Hỏi hàm số g x
f x
1
f
2x
x26x3 đồng biến trên khoảng nào cho dưới đây?A.
;0
. B.
0;3 . C.
1;2 . D.
3;
.Câu 24: Cho hàm số y f x
có đồ thị của hàm số y f x
như hình vẽ bên. Các giá trị của m để hàm số y f x
m1
x đồng biến trên khoảng
0;3 làA. m4. B. m4. C. m4. D. 0 m 4.
Câu 25: Cho hàm số y f x
có đạo hàm liên tục trên và đồ thị của hàm số y f x
như hình vẽ.TOANMATH.com Trang 51 Đặt
1
1
2 2019g x f x m 2 x m với m là tham số thực. Gọi S là tập các giá trị nguyên dương của m để hàm số y g x
đồng biến trên khoảng
5;6 . Tổng các phần tử của S bằngA. 4. B. 11. C. 14. D. 20.
Dạng 4: Ứng dụng tính đơn điệu vào giải phương trình, bất phương trình