Tính đạo hàm của các hàm số sau:
a) \(y = \dfrac{2x - 1}{x + 2}\)
b) \(y = \dfrac{2x}{x^2 + 1}\)
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Tính đạo hàm của hai hàm phân thức, tử và mẫu đều là đa thức.
Kiến thức cần dùng
Công thức đạo hàm thương \(\left(\dfrac{u}{v}\right)' = \dfrac{u'v - uv'}{v^2}\); đạo hàm đa thức \((x^n)' = nx^{n-1}\); đạo hàm hàm hằng bằng 0.
Phương pháp giải
Chỉ có một cách — áp dụng trực tiếp công thức đạo hàm thương. Xác định rõ \(u\) và \(v\), tính \(u'\) và \(v'\), thế vào công thức rồi rút gọn tử.
Ứng dụng thực tế
Trong vật lý, vận tốc tức thời của một vật chuyển động với quãng đường \(s(t) = \dfrac{2t}{t^2+1}\) chính là đạo hàm \(s'(t)\) — bài b) cho em tính được vận tốc đó tại mỗi thời điểm \(t\).
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
Với hàm dạng \(\dfrac{u}{v}\), xác định rõ \(u\) và \(v\) trước. Câu a): \(u = 2x-1\), \(v = x+2\). Tính riêng \(u'\) và \(v'\) rồi mới thế vào công thức.
Gợi ý 2:
Sau khi thế vào công thức, khai triển tử số cẩn thận rồi thu gọn. Câu a) tử số sau khi khai triển sẽ triệt tiêu hết các hạng tử chứa \(x\), chỉ còn hằng số.
Gợi ý 3:
Câu b): \(u = 2x\), \(v = x^2+1\), nên \(u' = 2\), \(v' = 2x\). Thế vào công thức, tử số là \(2(x^2+1) - 2x \cdot 2x\), nhớ khai triển và nhóm lại trước khi viết kết quả.
Lời giải chi tiết
a) Đặt \(u = 2x - 1\), \(v = x + 2\). Khi đó \(u' = 2\), \(v' = 1\).
\[y' = \frac{u'v - uv'}{v^2} = \frac{2(x+2) - (2x-1) \cdot 1}{(x+2)^2}\]
\[= \frac{2x + 4 - 2x + 1}{(x+2)^2} = \frac{5}{(x+2)^2}\]
b) Đặt \(u = 2x\), \(v = x^2 + 1\). Khi đó \(u' = 2\), \(v' = 2x\).
\[y' = \frac{u'v - uv'}{v^2} = \frac{2(x^2+1) - 2x \cdot 2x}{(x^2+1)^2}\]
\[= \frac{2x^2 + 2 - 4x^2}{(x^2+1)^2} = \frac{-2x^2 + 2}{(x^2+1)^2}\]
Các bài tập cùng bài học— Bài 32. Các quy tắc tính đạo hàm