Giải SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 trang 51, 52

Bài 1 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Cho hàm số \(y = {x^3} - 3{{\rm{x}}^2}\). Tiếp tuyến với đồ thị của hàm số tại điểm \(M\left( { - 1;4} \right)\) có hệ số góc bằng:

A. ‒3.                     

B. 9.                       

C. ‒9.                      

D. 72.

Phương pháp: 

Hệ số góc của tiếp tuyến: \(y'\left( {{x_0}} \right)\)

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ta có y' = (x³ – 3x²)' = 3x² – 6x.

Tiếp tuyến với đồ thị của hàm số tại điểm M(−1; −4) có hệ số góc là:

k = y'(−1) = 3*(−1)2 – 6*(−1) = 9.

Vậy k = 9 là hệ số góc cần tìm.

Bài 2 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Hàm số \(y =  - {x^2} + x + 7\) có đạo hàm tại \(x = 1\) bằng

A. ‒1.                     

B. 7.                       

C. 1.                        

D. 6.

Phương pháp: 

Tính \(y'\), sau đó thay \(x = 1\).

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Có y' = (−x² + x + 7)' = −2x + 1.

Khi đó y'(1) = −2*1 + 1 = −1.

Vậy đạo hàm của hàm số y = −x² + x + 7 tại x = 1 là −1.

Bài 3 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Phương pháp: 

Tính \(f'\left( x \right),g'\left( x \right)\) sau đó giải bất phương trình \(f'\left( x \right) > g'\left( x \right)\).

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Có f'(x) = (2x³ – x² + 3)' = 6x² – 2x.

g′(x)== 3x² + x.

Để f'(x) > g'(x) thì 6x² – 2x > 3x² + x

⇔3x² – 3x > 0 ⇔ 3x(x – 1) > 0

⇔ x < 0 hoặc x > 1.

Vậy tập nghiệm của bất phương trình là: (−$\infty$; 0) $\cup$ (1; +$\infty$).

Bài 4 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Hàm số \(y = \frac{{x + 3}}{{x + 2}}\) có đạo hàm là

A. \(y' = \frac{1}{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}}\).     

B. \(y' = \frac{5}{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}}\).  

C. \(y' = \frac{{ - 1}}{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}}\).                       

D. \(y' = \frac{{ - 5}}{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}}\).

Phương pháp: 

Sử dụng công thức tính đạo hàm của thương.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Bài 5 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Hàm số \(y = \frac{1}{{x + 1}}\) có đạo hàm cấp hai tại \(x = 1\) là

A. \(y''\left( 1 \right) = \frac{1}{2}\).      

B. \(y''\left( 1 \right) =  - \frac{1}{4}\).         

C. \(y''\left( 1 \right) = 4\).                           

D. \(y''\left( 1 \right) = \frac{1}{4}\).

Phương pháp: 

Tính \(y''\), sau đó thay \(x = 1\).

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Bài 6 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Cho hàm số \(f\left( x \right) = {x^2} - 2x + 3\) có đồ thị \(\left( C \right)\) và điểm \(M\left( { - 1;6} \right) \in \left( C \right)\). Viết phương trình tiếp tuyến với \(\left( C \right)\) tại điểm \(M\).

Phương pháp: 

Lời giải:

Có f'(x) = (x² – 2x + 3)' = 2x – 2.

Phương trình tiếp tuyến với (C) tại điểm M có hệ số góc k = f'(−1) = 2×(−1) – 2 = −4.

Do đó phương trình tiếp tuyến với (C) tại điểm M là:

y = −4(x + 1) + 6 = −4x + 2.

Vậy y = −4x + 2 là tiếp tuyến cần tìm.

Bài 7 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Tính đạo hàm của các hàm số sau:

a) \(y = 3{x^4} - 7{x^3} + 3{x^2} + 1\);

b) \(y = {\left( {{x^2} - x} \right)^3}\);

c) \(y = \frac{{4{\rm{x}} - 1}}{{2{\rm{x}} + 1}}\)

Phương pháp: 

a) Sử dụng công thức tính đạo hàm của một tổng.

b) Sử dụng công thức tính đạo hàm của hàm hợp: \(y{'_x} = y{'_u}.u{'_x}\).

c) Sử dụng công thức tính đạo hàm của một thương.

Lời giải:

a) y' = (3x⁴ – 7x³ + 3x² + 1)' = 12x³ – 21x² + 6x.

b) y' = [(x² – x)³]' = 3(x² – x)²×(x² – x)' = 3(x² – x)²×(2x – 1).

Bài 8 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Tính đạo hàm của các hàm số sau:

a) \(y = \left( {{x^2} + 3x - 1} \right){e^x}\);

b) \(y = {x^3}{\log _2}x\).

Phương pháp: 

Sử dụng công thức tính đạo hàm của một tích.

Lời giải:

a) y' = [(x² + 3x – 1)e^x]' = (x² + 3x – 1)'e^x + (x² + 3x – 1)(e^x)'

= (2x + 3)e^x + (x² + 3x – 1)e^x = (x² + 5x + 2)e^x.

b) y' = (x³log₂x)' = (x³)'log₂x + x³(log₂x)'

= 3x²log₂x + 

Bài 9 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Tinh đạo hàm của các hàm số sau:

a) \(y = \tan \left( {{e^x} + 1} \right)\);

b) \(y = \sqrt {\sin 3x} \);

c) \(y = \cot \left( {1 - {2^x}} \right)\).

Phương pháp: 

Sử dụng công thức tính đạo hàm của hàm hợp: \(y{'_x} = y{'_u}.u{'_x}\).

Lời giải:

Bài 10 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Tính đạo hàm cấp hai của các hàm số sau:

a) \(y = {x^3} - 4{x^2} + 2x - 3\);

b) \(y = {x^2}{e^x}\).

Phương pháp: 

Tính \(y'\), sau đó tính \(y'' = {\left( {y'} \right)^\prime }\).

Lời giải:

a) y' = (x³ – 4x² + 2x – 3)' = 3x² – 8x + 2.

y" = (3x² – 8x + 2)' = 6x – 8.

Vậy y" = 6x – 8.

b) y' = (x²e^x)' = (x²)'×e^x + x²(e^x)' = 2xe^x + x²e^x = (2x + x²)e^x.

y" = [(2x + x²)e^x]' = (2x + x²)'e^x + (2x + x²)(e^x)'

= (2x + 2)e^x + (2x + x²)e^x = (x² + 4x + 2)e^x.

Vậy y" = (x² + 4x + 2)e^x.

Bài 11 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Một viên soi rơi từ độ cao 44,1 m thì quãng đường rơi được biểu diễn bởi công thức \(s\left( t \right) = 4,9{t^2}\), trong đó \(t\) là thời gian tính bằng giây và \(s\) tính bằng mét. Tinh:

a) Vận tốc rơi của viên sỏi lúc \(t = 2\);

b) Vận tốc của viên sỏi khi chạm đất.

Phương pháp:

a) Tính \(v\left( 2 \right) = s'\left( 2 \right)\).

b) Giải phương trình \(s\left( t \right) = 44,1\) để tìm thời gian viên sỏi chạm đất sau đó tính vận tốc.

Lời giải:

a) Vận tốc rơi của viên sỏi tại thời điểm t là v(t) = s'(t) = (4,9t²)' = 9,8t.

Vận tốc rơi của viên sỏi lúc t = 2 là v(2) = 9,8×2 = 19,6 (m/s).

Vậy vận tốc rơi của viên sỏi lúc t = 2 là 19,6 m/s.

b) Viên sỏi chạm đất khi 4,9t² = 44,1 ⇔ t² = 9 ⇔ t = 3 (vì t > 0).

Vận tốc của viên sỏi khi chạm đất là v(3) = 9,8×3 = 29,4 (m/s).

Vậy vận tốc của viên sỏi khi chạm đất là 29,4 m/s.

Bài 12 trang 51 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Một vật chuyển động trên đường thẳng được xác định bởi công thức \(s\left( t \right) = 2{t^3} + 4t + 1\), trong đó \(t\) là thời gian tính bằng giây và \(s\) tính bằng mét.

Tính vận tốc và gia tốc của vật khi \(t = 1\).

Phương pháp:

Tính \(v\left( 1 \right) = s'\left( 1 \right);a\left( 1 \right) = s''\left( 1 \right)\).

Lời giải:

Ta có v(t) = s'(t) = (2t³ + 4t + 1)' = 6t² + 4.

a(t) = v'(t) = (6t² + 4)' = 12t.

Vận tốc của vật khi t = 1 là: v(1) = 6×1² + 4 = 10 (m/s).

Gia tốc của vật khi t = 1 là: a(1) = 12×1 = 12 (m/s²).

Vậy vận tốc và gia tốc của vật khi t = 1 lần lượt là 10 m/s và 12 m/s².

Bài 13 trang 52 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Dân số \(P\) (tính theo nghìn người) của một thành phố nhỏ được cho bởi công thức \(P\left( t \right) = \frac{{500t}}{{{t^2} + 9}}\), trong đó \(t\) là thời gian được tính bằng năm. Tìm tốc độ tăng dân số tại thời điểm \(t = 12\).

Phương pháp:

Tính \(P'\left( {12} \right)\).

Lời giải:

Tốc độ tăng dân số tại thời điểm t là

Tốc độ tăng dân số tại thời điểm t = 12 là(nghìn người/năm).

Vậy tốc độ tăng dân số tại thời điểm t = 12 khoảng −2,884 nghìn người/năm.

Bài 14 trang 52 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Hàm số \(S\left( r \right) = \frac{1}{{{r^4}}}\) có thể được sử dụng để xác định sức cản \(S\) của dòng máu trong mạch máu có bản kính \(r\) (tính theo milimét) (theo Bách khoa toàn thu Y học Harrison's internal medicine 21st edition”). Tìm tốc độ thay đổi của \(S\) theo \(r\) khi \(r = 0,8\).

Phương pháp:

Tính \(S'\left( {0,8} \right)\).

Lời giải:

Ta có 

Tốc độ thay đổi của S theo r khi r = 0,8 là:

Vậy tốc độ thay đổi của S theo r khi r = 0,8 khoảng −12,207.

Bài 15 trang 52 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Nhiệt độ cơ thể của một người trong thời gian bị bệnh được cho bởi công thức \(T\left( t \right) =  - 0,1{t^2} + 1,2t + 98,6\), trong đó \(T\) là nhiệt độ (tính theo đơn vị đo nhiệt độ Fahrenheit) tại thời điểm \(t\) (tính theo ngày). Tìm tốc độ thay đổi của nhiệt độ ở thời điểm \(t = 1,5\).

(Nguồn:https://www.algebra.com/algebra/homework/Trigonometrybasics/Trigonometrybasics.faq.question.1111985.html)

Phương pháp:

Tính \(T'\left( {1,5} \right)\).

Lời giải:

Có T'(t) = (−0,1t² + 1,2t + 98,6)' = −0,2t + 1,2.

Tốc độ thay đổi của nhiệt độ ở thời điểm t = 1,5 là:

T'(1,5) = −0,2×1,5 + 1,2 = 0,9°F/ngày.

Vậy tốc độ thay đổi của nhiệt độ ở thời điểm t = 1,5 là 0,9°F/ngày.

Bài 16 trang 52 SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Hàm số \(R\left( v \right) = \frac{{6000}}{v}\) có thể được sử dụng để xác định nhịp tim \(R\) của một người mà tim của người đó có thể đây đi được \(6000ml\) máu trên mỗi phút và \(v{\rm{ }}ml\) máu trên mỗi nhịp đập (theo Bách khoa toàn thư Y học “Harrison's internal medicine 21st edition”). Tìm tốc độ thay đổi của nhịp tim khi lượng máu tim đẩy đi ở một nhịp là \(v = 80\).

Phương pháp:

Tính \(R'\left( {80} \right)\).

Lời giải:

Ta có 

Tốc độ thay đổi của nhịp tim khi lượng máu tim đẩy đi ở một nhịp v = 80 là

Vậy tốc độ thay đổi của nhịp tim khi lượng máu tim đẩy đi ở một nhịp v = 80 là −0,9375 ml/nhịp.

 Sachbaitap.com