Giải bài tập Toán 11 Cánh Diều Chương 7 Bài 2: Các quy tắc tính đạo hàm

a) Tính đạo hàm của hàm số \(y = {x^2}\) tại điểm \({x_0}\) bất kì bằng định nghĩa?

b) Dự đoán đạo hàm của hàm số \(y = {x^n}\) tại điểm x bất kì?

Cho hàm số \(y = {x^{22}}\):

a) Tính đạo hàm của hàm số trên tại điểm x bất kì?

b) Tính đạo hàm của hàm số trên tại điểm \({x_0} = - 1\)?

Tính đạo hàm của hàm số \(y = \sqrt x \) tại điểm \({x_0} = 1\) bằng định nghĩa?

Tính đạo hàm của hàm số \(f\left( x \right) = \sqrt x \) tại điểm \({x_0} = 9\)?

Sử dụng kiết quả \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sin x}}{x} = 1\), tính đạo hàm của hàm số \(y = \sin x\) tại điểm x bất kì bằng định nghĩa?

Tính đạo hàm của hàm số f(x) = sinx tại điểm \({x_0} = \frac{\pi }{2}\)?

Bằng định nghĩa, tính đạo hàm của hàm số \(y = \cos x\) tại điểm x bất kì?

Một vật dao động theo phương trình f(x) = cosx, trong đó x là thời gian tính theo giây. Tính vận tốc tức thời của vật tại thời điểm \({x_0} = 2\left( s \right)\)?

Bằng định nghĩa, tính đạo hàm của hàm sô \(y = \tan x\) tại điểm x bất kì, \(x \ne \frac{\pi }{2} + k\pi \,\,\,(k \in \mathbb{Z})\)?

Tính đạo hàm của hàm số \(f\left( x \right) = \tan x\) tại điểm \({x_0} = - \frac{\pi }{6}\)?

Bằng định nghĩa, tính đạo hàm của hàm số \(y = \cot x\) tại điểm x bất kì, \(x \ne k\pi (k \in \mathbb{Z})\)?

Tính đạo hàm của hàm số \(f\left( x \right) = \cot x\) tại điểm \({x_0} = - \frac{\pi }{3}\)?

Sử dụng kết quả \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{e^x} - 1}}{x} = 1\), tính đạo hàm của hàm số \(y = {e^x}\) tại điểm x bất kì bằng định nghĩa?

Tính đạo hàm của hàm số \(f\left( x \right) = {10^x}\) tại điểm \({x_0} = - 1\)?

Sử dụng kết quả \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\ln (1 + x)}}{x} = 1\), tính đạo hàm của hàm số \(y = \ln x\) tại điểm x dương bất kì bằng định nghĩa?

Tính đạo hàm của hàm số \(f\left( x \right)= \log x\) tại điểm \({x_0} = \frac{1}{2}\)?

Cho hai hàm số \(f(x);\,g(x)\) xác định trên khoảng (a; b), cùng có đạo hàm tại điểm \({x_0} \in (a;b)\).

a) Xét hàm số \(h(x) = f(x) + g(x);\,\,x \in (a;b)\).

So sánh: \(\mathop {\lim }\limits_{\Delta x \to 0} \frac{{h({x_0} + \Delta x) - h({x_0})}}{{\Delta x}}\) và \(\mathop {\lim }\limits_{\Delta x \to 0} \frac{{g({x_0} + \Delta x) - f({x_0})}}{{\Delta x}} + \mathop {\lim }\limits_{\Delta x \to 0} \frac{{f({x_0} + \Delta x) - g({x_0})}}{{\Delta x}}\)?

b) Nêu nhận xét về \(h'({x_0})\) và \(f'({x_0}) + g'({x_0})\)?

Tính đạo hàm của hàm số \(f\left( x \right)=x\sqrt{x}\) tại điểm x dương bất kì?

Cho hàm số \(y = f(u) = \sin u;\,\,u = g(x) = {x^2}\).

a) Bằng cách thay u bởi \({x^2}\) trong biểu thức \(\sin u\), hãy biểu thị giá trị của y theo biến số x?

b) Xác định hàm số \(y = f(g(x))\)?

Tính đạo hàm của hàm số \(f\left( x \right)=\tan x+\cot x\) tại điểm \({{x}_{0}}=\frac{\pi }{3}\)?

Hàm số \(y={{\log }_{2}}\left( 3x+1 \right)\) là hàm hợp của hai hàm số nào?

Tính đạo hàm của mỗi hàm số sau:

a) \(y={{e}^{3x+1}}\).

b) \(y={{\log }_{3}}\left( 2x-3 \right)\).

Cho \(u=u(x),~v=v(x),~w=w(x)\) là các hàm số có đạo hàm tại điểm x thuộc khoảng xác định. Phát biểu nào sau đây là đúng?

a) \((u + v + w)' = u' + v' + w'\)

b) \((u + v - w)' = u' + v' - w'\)

c) \((uv)' = u'v'\)

d) \(\left( {\frac{u}{v}} \right)' = \frac{{u'}}{{v'}};\,\,\,v = v(x) \ne 0,v' = v'(x) \ne 0\)

Cho \(u = u(x),\,v = v(x),\,w = w(x)\) là các hàm số có đạo hàm tại điểm x thuộc khoảng xác định. Chứng minh rằng \((u\,.\,v\,.\,w)' = u'\,.\,v\,.\,w + u\,.\,v'\,.\,w + u\,.\,v\,.\,w'\)?

Tìm đạo hàm của mỗi hàm số sau:

a) \(y = 4{x^3} - 3{x^2} + 2x + 10\)

b) \(y = \frac{{x + 1}}{{x - 1}}\)

c) \(y = - 2x\sqrt x \)

d) \(y = 3\sin x + 4\cos x - \tan x\)

e) \(y = {4^x} + 2{e^x}\)

f) \(y = x\ln x\)

Cho hàm số \(f(x) = {2^{3x + 2}}\).

a) Hàm số f(x) là hàm hợp của hàm số nào?

b) Tìm đạo hàm của f(x)?

Tìm đạo hàm của mỗi hàm số sau:

a) \(y = \sin 3x + {\sin ^2}x\).

b) \(y = {\log _2}(2x + 1) + {3^{ - 2x + 1}}\).

Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số sau:

a) \(y = {x^3} - 3{x^2} + 4\) tại điểm có hoành độ \({x_0} = 2\)

b) \(y = \ln x\) tại điểm có hoành độ \({x_0} = e\)

c) \(y = {e^x}\) tại điểm có hoành độ \({x_0} = 0\)

Một viên đạn được bắn lên từ mặt đất theo phương thẳng đứng với tốc độ ban đầu \({v_0} = 196m/s\) (bỏ qua sức cản của không khí). Tìm thời điểm tại đó tốc độ của viên đạn bằng 0. (lấy \(g = 9,8m/{s^2}\))?

Cho mạch điện như Hình 5. Lúc đầu tụ điện có điện tích \({Q_0}\). Khi đóng khóa K, tụ điện phóng điện qua cuộn dây; điện tích q của tụ điện phụ thuộc vào thời gian t theo công thức \(q(t) = {Q_0}\sin \omega t\), trong đó \(\omega \) là tốc độ góc. Biết rằng cường độ I(t) của dòng diện tại thời điểm t được tính theo công thức \(I(t) = q'(t)\). Cho biết \({Q_0} = {10^{ - 8}}(C)\) và \(\omega = {10^6}\pi \,\,\,(rad/s)\). Tính cường độ của dòng điện tại thời điểm \(t = 6(s)\) (tính chính xác đến \({10^{ - 5}}(mA)\)?

Cho \(f = f\left( x \right),{\rm{ }}g = g\left( x \right)\) có đạo hàm tại điểm \(x\) thuộc khoảng xác định. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. \({\left( {fg} \right)^\prime } = fg'.\)

B. \({\left( {fg} \right)^\prime } = f'g'.\)

C. \({\left( {fg} \right)^\prime } = f'g - fg'.\)

D. \({\left( {fg} \right)^\prime } = f'g + fg'.\)

Cho \(f = f\left( x \right),{\rm{ }}g = g\left( x \right)\) có đạo hàm tại điểm \(x\) thuộc khoảng xác định và \(g = g\left( x \right) \ne 0,{\rm{ }}g' = g'\left( x \right) \ne 0\). Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. \({\left( {\frac{f}{g}} \right)^\prime } = \frac{{f'}}{{g'}}.\)

B. \({\left( {\frac{f}{g}} \right)^\prime } = \frac{{f'g - fg'}}{{{g^2}}}.\)

C. \({\left( {\frac{f}{g}} \right)^\prime } = \frac{{f'}}{{{g^2}}}.\)

D. \({\left( {\frac{f}{g}} \right)^\prime } = \frac{{f'g + fg'}}{{{g^2}}}.\)

Cho hàm số \(f = \cos 3x.\) Khi đó, \(f'\left( x \right)\) bằng:

A. \(\sin 3x.\)

B. \( - \sin 3x.\)

C. \( - 3\sin 3x.\)

D. \(3\sin 3x.\)

Cho hàm số \(f\left( x \right) = \sin \left( {{x^2}} \right).\) Khi đó, \(f'\left( x \right)\) bằng:

A. \(2x{\rm{cos}}\left( {{x^2}} \right).\)

B. \({\rm{cos}}\left( {{x^2}} \right).\)

C. \({x^2}{\rm{cos}}\left( {{x^2}} \right).\)

D. \(2x{\rm{cos}}\left( {2x} \right).\)

Cho hàm số \(f\left( x \right) = \frac{1}{{2x + 3}}.\) Khi đó, \(f'\left( x \right)\) bằng:

A. \( - \frac{1}{{{{\left( {2x + 3} \right)}^2}}}.\)

B. \( - \frac{2}{{{{\left( {2x + 3} \right)}^2}}}.\)

C. \(\frac{2}{{{{\left( {2x + 3} \right)}^2}}}.\)

D. \(\frac{1}{{{{\left( {2x + 3} \right)}^2}}}.\)

Cho hàm số \(f\left( x \right) = {e^{2x}}.\) Khi đó, \(f'\left( x \right)\) bằng:

A. \({e^{2x}}.\)

B. \(2{e^x}.\)

C. \(2x{e^{2x}}.\)

D. \(2{e^{2x}}.\)

Cho hàm số \(f\left( x \right) = \ln \left( {3x} \right).\) Khi đó, \(f'\left( x \right)\) bằng:

A. \(\frac{1}{{3x}}.\)

B. \(\frac{1}{x}.\)

C. \(\frac{3}{x}.\)

D. \( - \frac{1}{x}.\)

Tính đạo hàm của mỗi hàm số sau tại điểm \({x_0} = 2\):

a) \(f\left( x \right) = {e^{{x^2} + 2x}};\)

b) \(g\left( x \right) = \frac{{{3^x}}}{{{2^x}}};\)

c) \(h\left( x \right) = {2^x}{.3^{x + 2}};\)

d) \(k\left( x \right) = {\log _3}\left( {{x^2} - x} \right).\)

Tính đạo hàm của mỗi hàm số sau:

a) \(f\left( x \right) = 2\cos \left( {\sqrt x } \right);\)

b) \(g\left( x \right) = \tan \left( {{x^2}} \right);\)

c) \(h\left( x \right) = {\rm{co}}{{\rm{s}}^2}\left( {3x} \right) - {\rm{si}}{{\rm{n}}^2}\left( {3x} \right);\)

d) \(k\left( x \right) = {\sin ^2}\left( x \right) + {e^x}.\sqrt x .\)

Cho hàm số \(f\left( x \right) = {2^{3x - 6}}.\) Giải phương trình \(f'\left( x \right) = 3\ln 2\)?

Giải bất phương trình \(f'\left( x \right) < 0,\) biết:

a) \(f\left( x \right) = {x^3} - 9{x^2} + 24x;\)

b) \(f\left( x \right) = - {\log _5}\left( {x + 1} \right).\)

Cho hàm số \(f\left( x \right)\) có đạo hàm tại mọi điểm thuộc tập xác định, hàm số \(g\left( x \right)\) được xác định bởi \(g\left( x \right) = {\left[ {f\left( x \right)} \right]^2} + 2xf\left( x \right).\) Biết \(f'\left( 0 \right) = f\left( 0 \right) = 1.\) Tính \(g'\left( 0 \right)\)?

Cho hàm số \(y = {x^2} + 3x\) có đồ thị \(\left( C \right)\). Viết phương trình tiếp tuyến của \(\left( C \right)\) tại điểm có:

a) Hoành độ bằng \( - 1;\)

b) Tung độ bằng \(4.\)

Cho hàm số \(y = \frac{{x - 3}}{{x + 2}}\) có đồ thị \(\left( C \right)\). Viết phương trình tiếp tuyến của \(\left( C \right)\) trong mỗi trường hợp sau:

a) \(d\) song song với đường thẳng \(y = 5x - 2;\)

b) \(d\) vuông góc với đường thẳng \(y = - 20x + 1;\)

Một chất điểm chuyển động theo phương trình \(s\left( t \right) = \frac{1}{3}{t^3} - 3{t^2} + 8t + 2,\)trong đó \(t > 0,{\rm{ }}t\) tính bằng giây, \(s\left( t \right)\) tính bằng mét. Tính vận tốc tức thời của chất điểm tại thời điểm t = 5 (s)?

Một mạch dao động điện từ LC có lượng điện tích dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây xác định bởi hàm số \(Q\left( t \right) = {10^{ - 5}}sin\left( {2000t + \frac{\pi }{3}} \right),\)trong đó \(t > 0,{\rm{ }}t\) tính bằng giây, Q tính bằng Coulomb. Tính cường độ dòng điện tức thời I (A) trong mạch tại thời điểm \(t = \frac{\pi }{{1500}}\left( s \right)\), biết \(I\left( t \right){\rm{ }} = {\rm{ }}Q'\left( t \right)\)?

Năm 2010, dân số ở một tỉnh D là 1 038 229 người. Tính đến năm 2015, dân số của tỉnh đó là 1 153 600 người. Cho biết dân số của tỉnh D được ước tính theo công thức \(S\left( N \right){\rm{ }} = {\rm{ }}A{e^{Nr}}\) (trong đó A là dân số của năm lấy làm mốc, S là dân số sau N năm, r là tỉ lệ tăng dân số hàng năm được làm tròn đến hàng phần nghìn). Tốc độ gia tăng dân số (người/năm) vào thời điểm sau 1 năm kể từ năm 2010 được xác định bởi hàm số \(S'\left( N \right).\) Tính tốc độ gia tăng dân số của tỉnh D vào năm 2023 (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị theo đơn vị người/năm), biết tỉ lệ tăng dân số hàng năm không đổi?

Một tài xế đang lái xe ô tô, ngay khi phát hiện có vật cản phía trước đã phanh gấp lại nhưng vẫn xảy ra va chạm, chiếc ô tô để lại vết trượt dài 20,4 m (được tính từ lúc bắt đầu đạp phanh đến khi xảy ra va chạm). Trong quá trình đạp phanh, ô tô chuyển động theo phương trình \(s\left( t \right){\rm{ }} = {\rm{ }}20t - \frac{5}{2}{t^2},\)trong đó \(s\left( {\rm{m}} \right)\) là độ dài quãng đường đi được sau khi phanh, \(t\left( s \right)\) là thời gian tính từ lúc bắt đầu phanh \(\left( {0 \le t \le 4} \right).\)

a) Tính vận tốc tức thời của ô tô ngay khi đạp phanh. Hãy cho biết xe ô tô trên có chạy quá tốc độ hay không, biết tốc độ giới hạn cho phép là 70 km/h?

b) Tính vận tốc tức thời của ô tô ngay khi xảy ra va chạm?

Trong kinh tế học, xét mô hình doanh thu y (đồng) được tính theo số sản phẩm sản xuất ra x (chiếc) theo công thức y = f(x).

Xét giá trị ban đầu x = x₀. Đặt Mf(x₀) = f(x₀ + 1) – f(x₀) và gọi giá trị đó là giá trị y cận biên của x tại x = x₀. Giá trị Mf(x₀) phản ánh lượng doanh thu tăng thêm khi sản xuất thêm một đơn vị sản phẩm tại mốc sản phẩm x₀.

Xem hàm doanh thu y = f(x) như là hàm biến số thực x.

Khi đó Mf(x₀) = f(x₀ + 1) – f(x₀) ≈ f’(x₀). Như vậy, đạo hàm f’(x₀) cho chúng ta biết (xấp xỉ) lượng doanh thu tăng thêm khi sản xuất thêm một đơn vị sản phẩm tại mốc sản phẩm x₀.

Tính doanh thu tăng thêm khi sản xuất thêm một đơn vị sản phẩm tại mốc sản phẩm nếu hàm doanh thu là $y=10x-\frac{x^2}{100}$ tại mốc sản phẩm x₀ = 10 000?