Hàm số nào dưới đây không có cực trị?
A. \(y = \left| x \right|\).
B. \(y = x^4\).
C. \(y = -x^3 + x\).
D. \(y = \dfrac{2x - 1}{x + 1}\).
Problem Analysis
Problem Summary
Trong 4 hàm số cho sẵn, tìm hàm số không có cực trị.
Required Knowledge
Định lí cực trị hàm số — hàm số có cực trị tại \(x_0\) khi đạo hàm \(f'(x)\) đổi dấu khi đi qua \(x_0\). Nếu \(f'(x)\) không đổi dấu tại mọi điểm thuộc tập xác định thì hàm số không có cực trị. Quy tắc tính đạo hàm hàm phân thức: \(\left(\dfrac{u}{v}\right)' = \dfrac{u'v - uv'}{v^2}\).
Solution Method
Tính đạo hàm từng hàm số, sau đó xét dấu đạo hàm để kiểm tra có đổi dấu hay không. Hàm nào có đạo hàm không đổi dấu trên toàn miền xác định thì không có cực trị. Với đáp án D, tính \(y'\) của hàm phân thức rồi xét dấu — nếu \(y'\) giữ nguyên dấu thì kết luận không có cực trị.
Real-world Application
Một cửa hàng theo dõi doanh thu theo thời gian và nhận thấy doanh thu luôn tăng, không có thời điểm nào đạt cực đại hay cực tiểu cục bộ — đó chính là hình ảnh của một hàm số không có cực trị.
Hints (0/3)
Hint 1:
Hàm số có cực trị tại \(x_0\) khi và chỉ khi \(f'(x)\) đổi dấu khi đi qua \(x_0\). Thử tính đạo hàm từng hàm và xét dấu xem có đổi dấu không.
Hint 2:
Với hàm phân thức \(y = \dfrac{2x-1}{x+1}\), tính \(y'\) bằng công thức đạo hàm phân thức. Chú ý mẫu \((x+1)^2\) luôn dương — kết quả \(y'\) mang dấu gì trên toàn miền xác định?
Hint 3:
\(y' = \dfrac{3}{(x+1)^2} > 0\) với mọi \(x \neq -1\). Vì \(y'\) không đổi dấu tại bất kì điểm nào, hàm số không có cực trị.
Detailed solution
Xét hàm số \(y = \dfrac{2x - 1}{x + 1}\), tập xác định \(\mathbb{R} \setminus \{-1\}\).
Tính đạo hàm:
\[y' = \frac{(2x-1)'(x+1) - (2x-1)(x+1)'}{(x+1)^2} = \frac{2(x+1) - (2x-1)}{(x+1)^2} = \frac{2x + 2 - 2x + 1}{(x+1)^2} = \frac{3}{(x+1)^2}\]
Vì \((x+1)^2 > 0\) với mọi \(x \neq -1\), suy ra \(y' = \dfrac{3}{(x+1)^2} > 0\) với mọi \(x \neq -1\).
\(y'\) không đổi dấu tại bất kì điểm nào, do đó hàm số không có cực trị.
Đáp án D.