Bài 5: Đạo hàm cấp hai

Lời giải:

Tìm đạo hàm theo biến $y$, bạn chỉ cần coi $x$ là một tham số rồi sử dụng công thức như bình thường thôi.

\(f(y)=y.e^{xy}.\sin y\)

\(\Rightarrow f'(y)=(y.e^{xy})'\sin y+y.e^{xy}(\sin y)'\)

\(=[y'.e^{xy}+y(e^{xy})']\sin y+y.e^{xy}.\cos y\)

\(=(e^{xy}+yxe^{xy})\sin y+y.e^{xy}\cos y\)

----------------------------------

Tính đạo hàm cấp 2.

Theo biến $x$

\(f(x)=e^{xy}\sin y\)

\(\Rightarrow f'(x)=\sin y(e^{xy})'=\sin y.ye^{xy}\)

\(\Rightarrow f''(x)=(y\sin y.e^{xy})'=y\sin y(e^{xy})'=y^2\sin y.e^{xy}\)

Theo biến $y$

\(f(y)=e^{xy}.\sin y\)

\(\Rightarrow f'(y)=(e^{xy})'\sin y+(\sin y)'e^{xy}\)

\(=x.e^{xy}\sin y+\cos y.e^{xy}\)

\(\Rightarrow f''(y)=(xe^{xy}.\sin y+\cos y.e^{xy})'\)

\(=(x.e^{xy}\sin y)'+(\cos y.e^{xy})'\)

\(=(x.e^{xy})'\sin y+(\sin y)'.xe^{xy}+(\cos y)'e^{xy}+\cos y(e^{xy})'\)

\(=x^2e^{xy}.\sin y+\cos y.x.e^{xy}-\sin y.e^{xy}+x\cos y.e^{xy}\)

y=xsin3x

y'=x'.sin3x+x.(sin3x)' = sin3x + x.(3x)'.cos3x = sin3x + 3xcos3x

suy ra ;y'=sin3x + 3xcos3x

y'' = (sin3x)' + (3xcos3x)' = (3x)'cos3x + 3.[x'.cos3x + x.(cos3x)']

= 3cos3x + 3[cos3x -x.(3x)'.sin3x] = 3cos3x + 3cos3x -9xsin3x

suy ra y''=6cos3x -9xsin3x..... ok. rán học công thức đi nha

\(f\left(x\right)=x-\dfrac{1}{x}\Rightarrow f'\left(x\right)=1+\dfrac{1}{x^2}\); \(f''\left(x\right)=-\dfrac{2}{x^3}=\dfrac{\left(-1\right)^{2-1}.2!}{x^{2+1}}\) ; 

\(f^{\left(3\right)}\left(x\right)=\dfrac{6}{x^4}=\dfrac{\left(-1\right)^{3-1}.3!}{x^{3+1}}\)

\(\Rightarrow f^{\left(n\right)}\left(x\right)=\dfrac{\left(-1\right)^{n-1}.n!}{x^{n+1}}\)

Ta có : \(y=\frac{1}{1+x+\ln x}\Rightarrow y'=\frac{-\left(1+\frac{1}{x}\right)}{\left(1+x+\ln x\right)^2}=\frac{-\left(1+x\right)}{x\left(1+x+\ln x\right)^2}\)

\(\Rightarrow\begin{cases}xy'=\frac{-\left(1+x\right)}{\left(1+x+\ln x\right)^2}\\y\left(y\ln x-1\right)=\frac{1}{1+x+\ln x}\left(\frac{\ln}{1+x+\ln x}-1\right)=\frac{-\left(1+x\right)}{\left(1+x+\ln x\right)^2}\end{cases}\)

\(\Rightarrow xy'=y\left(y\ln x-1\right)\Rightarrow\) Điều phải chứng minh

\(f'\left(x\right)=x^2+x+1\) luôn lớn hơn 0 mà :3 vậy f'(x) \(\le\)0 là k có :3

a. Ta có \(f'\left(x\right)=\ln x+x.\frac{1}{x}+\ln x\)

              \(f"\left(x\right)=\frac{1}{x}\)

              \(f'''\left(x\right)=-\frac{1}{x^2}\)

              \(f^{\left(4\right)}\left(x\right)=\frac{2}{x^3}\)

b. Tương tự ta có : 

\(f^{\left(5\right)}\left(x\right)=-\frac{2.3}{x^4}\)

\(f^{\left(6\right)}\left(x\right)=\frac{2.3.4}{x^5}\)

Từ đó suy ra \(f^{\left(5\right)}\left(x\right)=\left(-1\right)^n\frac{\left(n-2\right)!}{x^{n-1}}\) với \(n\ge2\)

Thật vậy, ta sẽ thấy công thức đúng khi n=2,3,4,......

Ta có : \(y=\ln\left(\frac{1}{1+x}\right)\Rightarrow y'=\frac{-\frac{1}{\left(1+x\right)^2}}{\frac{1}{1+x}}=\frac{-1}{1+x}\)

\(\Rightarrow\begin{cases}xy'+1=\frac{-x}{1+x}+1=\frac{1}{1+x}\\e^y=e^{\ln\left(\frac{1}{1+x}\right)}=\frac{1}{1+x}\end{cases}\)

\(\Rightarrow xy'+1=e^y\) (điều phải chứng minh)

Ta có : \(y'=x+\frac{1}{2}\left(\sqrt{x^2+1}+x\frac{x}{\sqrt{x^2+1}}\right)+\frac{\frac{1+\frac{x}{\sqrt{x^2+1}}}{2\sqrt{x+\sqrt{x^2+1}}}}{\sqrt{x+\sqrt{x^2+1}}}\)

                \(=x+\frac{2x^2+1}{2\sqrt{x^2+1}}+\frac{x+\sqrt{x^2+1}}{2\left(x+\sqrt{x^2+1}\right)\sqrt{x^2+1}}=x+\frac{2x^2+1}{2\sqrt{x^2+1}}+\frac{1}{2\sqrt{x^2+1}}\)

                \(=x+\frac{2\left(x^2+1\right)}{2\sqrt{x^2+1}}=x+\sqrt{x^2+1}\)

\(\Rightarrow\begin{cases}xy'+\ln y'=x\left(x+\sqrt{x^2+1}\right)+\ln\left(x+\sqrt{x^2+1}\right)=x^2+x\sqrt{x^2+1}+\ln\left(x+\sqrt{x^2+1}\right)\\2y=x^2+x\sqrt{x^2+1}+2\ln\sqrt{x+\sqrt{x^2+1}}=x^2+x\sqrt{x^2+1}+\ln\left(x+\sqrt{x^2+1}\right)\end{cases}\)

\(\Rightarrow2y=xy'+\ln y'\)\(\Rightarrow\) Điều phải chứng minh

Lời giải:

Áp dụng định lý về dấu của tam thức bậc 2.

a)

Để hàm \(f(x)=4x^2-(m+2)x+2m-3>0\forall x\in\mathbb{R}\)

\(\Leftrightarrow \Delta=(m+2)^2-16(2m-3)<0\)

\(\Leftrightarrow m^2-28m+52=(m-2)(m-26)<0\)

\(\Leftrightarrow 2< m<26\)

b)

Nếu \(m=-1\rightarrow f(x)=-6x\) không thể âm với mọi $x$

Nếu \(m\neq -1\):

Để \(f(x)=(m+1)x^2+2(2m-1)x-m-1<0\forall x\in\mathbb{R}\) thì cần hai đk sau:

1. \(m+1<0\leftrightarrow m<-1\)

2. \(\Delta'=(2m-1)^2+(m+1)^2<0\) (hiển nhiên vô lý)

Vậy không tồn tại $m$ thỏa mãn.