Cho hàm số \(f(x) = \sqrt{3x + 1}\). Đặt \(g(x) = f(1) + 4(x^2 - 1)f'(1)\). Tính \(g(2)\).
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Bài cho hàm \(f(x) = \sqrt{3x+1}\) và biểu thức \(g(x) = f(1) + 4(x^2-1)f'(1)\). Cần tính \(g(2)\) bằng cách tìm \(f(1)\) và \(f'(1)\) trước.
Kiến thức cần dùng
Công thức đạo hàm hàm hợp dạng căn thức: \(\left(\sqrt{u}\right)' = \dfrac{u'}{2\sqrt{u}}\). Cụ thể với \(u = 3x+1\) thì \(u' = 3\).
Phương pháp giải
Chỉ có một cách. Tính \(f'(x)\) bằng công thức đạo hàm căn thức, sau đó thay \(x = 1\) để tìm \(f(1)\) và \(f'(1)\), rồi thay vào biểu thức \(g(x)\) với \(x = 2\).
Ứng dụng thực tế
Trong vật lý, vận tốc tức thời tại một thời điểm chính là giá trị của đạo hàm tại thời điểm đó — tương tự như cách em vừa tính \(f'(1)\) để đánh giá tốc độ thay đổi của hàm số tại \(x = 1\).
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
Tính \(f'(x)\) trước. Hàm \(f(x) = \sqrt{3x+1}\) có dạng \(\sqrt{u}\) với \(u = 3x+1\), nên \(f'(x) = \dfrac{(3x+1)'}{2\sqrt{3x+1}} = \dfrac{3}{2\sqrt{3x+1}}\).
Gợi ý 2:
Thay \(x = 1\) vào \(f(x)\) và \(f'(x)\): \(f(1) = \sqrt{3 \cdot 1 + 1} = \sqrt{4} = 2\) và \(f'(1) = \dfrac{3}{2\sqrt{4}} = \dfrac{3}{4}\).
Gợi ý 3:
Thay \(x = 2\) vào \(g(x) = f(1) + 4(x^2 - 1)f'(1)\): \(g(2) = 2 + 4(4-1) \cdot \dfrac{3}{4} = 2 + 4 \cdot 3 \cdot \dfrac{3}{4}\). Tính tiếp để ra kết quả.
Lời giải chi tiết
Tính đạo hàm của \(f(x) = \sqrt{3x+1}\):
\[f'(x) = \frac{(3x+1)'}{2\sqrt{3x+1}} = \frac{3}{2\sqrt{3x+1}}.\]
Thay \(x = 1\):
\[f(1) = \sqrt{3 \cdot 1 + 1} = \sqrt{4} = 2,\]
\[f'(1) = \frac{3}{2\sqrt{4}} = \frac{3}{4}.\]
Thay \(x = 2\) vào \(g(x)\):
\[g(2) = f(1) + 4(2^2 - 1)f'(1) = 2 + 4 \cdot 3 \cdot \frac{3}{4} = 2 + 9 = 11.\]