Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm – Bài tập & Lời giải Đại số 11

5/5 - (4 bình chọn)

Xin chào các bạn học sinh thân mến của iToan! Hôm nay chúng ta cùng học về một khái niệm kiến thức hoàn toàn mới: Đạo hàm. Đạo hàm là gì và nó có ý nghĩa, ứng dụng gì, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu nhé! Bài giảng: Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm – Bài tập & Lời giải Đại số 11 được iToan biên soạn với mục đích giúp các em nắm bài tốt hơn và giải đáp các thắc mắc ở các bài tập SGK, đồng thời nâng cao kiến thức.

Chúng ta cùng bắt đầu bài học nhé!

Lý thuyết cần nắm về Đạo hàm

Đạo hàm

Đạo hàm tại một điểm

1. Định nghĩa đạo hàm tại một điểm

Cho hàm số y = f(x) xác định trên khoảng (a; b) và x0 ∈ (a; b). Nếu tồn tại giới hạn (hữu hạn)

Chuyên đề Toán lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Toán 11 có đáp án

thì giới hạn đó được gọi là đạo hàm của hàm số y = f(x) tại x0 và kí hiệu là f’(x0) (hoặc y’(x0)), tức là

Chuyên đề Toán lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Toán 11 có đáp án

Chú ý:

Đại lượng Δx = x – x0 gọi là số gia của đối số x tại x0.

Đại lượng Δy = f(x) – f(x0) = f(x0 + Δx) – f(x0) được gọi là số gia tương ứng của hàm số. Như vậy

Chuyên đề Toán lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Toán 11 có đáp án

2. Cách tính đạo hàm bằng định nghĩa

Bước 1. Giả sử Δx là số gia của đối số x tại x0, tính Δy = f(x0 + Δx) – f(x0).

Chuyên đề Toán lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Toán 11 có đáp án

3. Quan hệ giữa sự tồn tại của đạo hàm và tính liên tục của hàm số

Định lí 1

Nếu hàm số y = f(x) có đạo hàm tại x0 thì nó liên tục tại x0.

Chú ý:

a) Nếu y = f(x) gián đoạn tại x0 thì nó không có đạo hàm tại x0.

b) Nếu y = f(x) liên tục tại x0 thì có thể không có đạo hàm tại x0.

4. Ý nghĩa hình học của đạo hàm

Định lí 2

Đạo hàm của hàm số y = f(x) tại điểm x0 là hệ số góc của tiếp tuyến M0T của đồ thị hàm số tại điểm M0(x0; f(x0)).

Định lí 3

Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số y = f(x) tại điểm M0(x0; f(x0)) là

y – y0 = f’(x0)(x – x0)

trong đó y0 = f(x0).

5. Ý nghĩa vật lí của đạo hàm

Vận tốc tức thời: v(t0) = s’(t0).

Cường độ tức thời: I(t0) = Q’(t0).

Đạo hàm trên một khoảng

Định nghĩa

Hàm số y = f(x) được gọi là có đạo hàm trên khoảng (a; b) nếu nó có đạo hàm tại mọi điểm x trên khoảng đó.

Khi đó, ta gọi hàm số f’: (a; b) → R

x → f’(x)

là đạo hàm của hàm số y = f(x) trên khoảng (a; b), kí hiệu là y’ hay f’(x).

Giải bài tập SGK Đạo hàm

Bài 1

Tìm số gia của hàm số f(x) = x3, biết rằng:

a.x0 = 1; Δx = 1;

b.x0 = 1; Δx = -0,1;

Lời giải:

a. Δy = f(x0 + Δx) – f(x0) = f(1 + 1) – f(1) = f(2) – f(1) = 23 – 13 = 7

b. Δy = f(x0 + Δx) – f(x0) = f(1 – 0,1) – f(1) = f(0,9) – f(1) = (0,9)3 – 13 = -0,271.

Bài 2 

Tính Δy và Giải bài 2 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 của các hàm số sau theo x và Δx:

Giải bài 2 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Lời giải:

Gọi Δ x là số gia của biến số x.

Giải bài tập Toán 11 | Giải Toán lớp 11

Giải bài tập Toán 11 | Giải Toán lớp 11

Giải bài tập Toán 11 | Giải Toán lớp 11

Giải bài tập Toán 11 | Giải Toán lớp 11

Bài 3

Tính ( bằng định nghĩa) đạo hàm của mỗi hàm số tại các điểm đã chỉ ra:

Bài 3 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Lời giải:

Bài 3 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Bài 3 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Bài 4 

Chứng minh rằng hàm số:

Giải bài 4 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Không có đạo hàm tại điểm x = 0 nhưng có đạo hàm tại điểm x = 2.

Lời giải:

Giải bài 4 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

⇒ Không tồn tại đạo hàm của f(x) tại x = 0.

Giải bài 4 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Bài 5

Viết phương trình tiếp tuyến đường cong y=x3.

a. Tại điểm (-1; -1);

b. Tại điểm có hoành độ bằng 2;

c. Biết hệ số góc của tiếp tuyến bằng 3.

Lời giải:

Với mọi x0 ∈ R ta có:

Giải bài 5 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

a) Tiếp tuyến của y = x3 tại điểm (-1; -1) là:

y = f’(-1)(x + 1) + y(1)

    = 3.(-1)2(x + 1) – 1

    = 3.(x + 1) – 1

    = 3x + 2.

b) x0 = 2

⇒ y0 = f(2) = 23 = 8;

⇒ f’(x0) = f’(2) = 3.22 = 12.

Vậy phương trình tiếp tuyến của y = x3 tại điểm có hoành độ bằng 2 là

y = 12(x – 2) + 8 = 12x – 16.

c) k = 3

⇔ f’(x0) = 3

⇔ 3x02 = 3

⇔ x02 = 1

⇔ x0 = ±1.

+ Với x0 = 1 ⇒ y0 = 13 = 1

⇒ Phương trình tiếp tuyến : y = 3.(x – 1) + 1 = 3x – 2.

+ Với x0 = -1 ⇒ y0 = (-1)3 = -1

⇒ Phương trình tiếp tuyến : y = 3.(x + 1) – 1 = 3x + 2.

Vậy có hai phương trình tiếp tuyến của đường cong y = x3 có hệ số góc bằng 3 là y = 3x – 2 và y = 3x + 2.

Bài 6 

Viết phương trình tiếp tuyến của hypebol Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

a) Tại điểm Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 ;

b) Tại điểm có hoành độ bằng -1;

c) Biết rằng hệ số góc của tiếp tuyến bằng Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Lời giải:

Ta có: Với mọi x0 ≠ 0:

Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

b) Tại x0 = -1

⇒ y0 = -1

⇒ f’(x0) = -1.

Vậy phương trình tiếp tuyến của đường cong Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 tại điểm có hoành độ -1 là:

y = -1(x + 1) – 1 = -x – 2.

Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

⇒ Phương trình tiếp tuyến:

Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Vậy có hai phương trình tiếp tuyến của hypebol Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 có hệ số góc Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 bằng

Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Bài 7

Một vật rơi tự do theo phương trình s = 1/2 gt2, trong đó g≈9,8m/s2 là gia tốc trọng trường.

a. Tìm vận tốc trung bình của chuyển động trong khoảng thời gian từ t (t = 5s) đến t + Δt, trong các trường hợp Δt=0,1s; Δt=0,05s; Δt=0,001s.

b. Tìm vận tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm t = 5s.

Lời giải:

a) Vận tốc trung bình trong khoảng thời gian từ t đến t + Δt là:

Giải bài 7 trang 157 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

b) Vận tốc tức thời tại thời điểm t = 5s chính là vận tốc trung bình trong khoảng thời gian (t; t + Δt) khi Δt → 0 là :

Giải bài 7 trang 157 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Lời kết

Đạo hàm là một phần kiến thức quan trọng, làm nền tảng cho tư duy logic của học sinh cũng như xuất hiện nhiều trong các kì thi quan trọng. Để nghe lại bài giảng và ôn tập thêm nhiều bài tập trắc nghiệm tư duy cao, các em có thể tìm trên trang web Toppy. Toppy cam kết đem lại cho các em những kiến thức bổ ích, hiệu quả nhất, là nền tảng kết nối học sinh với các thầy cô giáo giỏi, giàu kinh nghiệm.

>> Xem thêm:

Minh Phương

Là 1 giáo viên Toán tôi luôn nỗ lực không ngừng để mang đến cho học sinh những bài học sinh động, lý thú, giúp các em vững vàng kiến thức và say mê, yêu thích môn Toán hơn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *