Cho hàm số f(x). Biết hàm số y = f'(x) có đồ thị như hình bên. Trên đoạn \({\rm{[}} – 4;3]\), hàm số \(g(x) = 2f(x) + {(1 – x)^2}\) đạt giá trị nhỏ nhất tại điểm.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có \(g(x) = 2f(x) + {(1 – x)^2} \Rightarrow g'(x) = 2f'(x) – 2(1 – x) = 2[f'(x) – (1 – x){\rm{]}}\)
\(g'(x) = 0 \Leftrightarrow f'(x) = 1 – x \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = – 4\\x = – 1\\x = 3\end{array} \right.\).
Ta có bảng biến thiên:
Từ bảng biến thiên, suy ra g(x) đạt giá trị nhỏ nhất trên đoạn \({\rm{[}} – 4;3]\) tại \({x_0} = – 1\)
Ta có: \(g(x) = 2f(x) + {(1 – x)^2} \Rightarrow g'(x) = 2f'(x) – 2(1 – x) = 2[f'(x) – (1 – x){\rm{]}}\)
Vì trong đoạn \({\rm{[}} – 4; – 1]\) đồ thị hàm số y = f'(x) nằm phía dưới đồ thị hàm số y = 1 – x
\( \Rightarrow f'(x) < 1 – x\forall x \in {\rm{[}} – 4; – 1] \Rightarrow g'(x) < 0\forall x \in [ – 4; – 1] \Rightarrow g(x)\) nghịch biến trên \({\rm{( – 4; – 1)}}\)
\(\Rightarrow g( – 4) > g( – 3) > g( – 1)\) (*)
Vì trong đoạn \({\rm{[ – 1;3}}]\) đồ thị hàm số y = f'(x) nằm phía trên đồ thị hàm số y = 1 – x
\( \Rightarrow f'(x) > 1 – x\forall x \in {\rm{[ – 1}};3] \Rightarrow g'(x) > 0\forall x \in [ – 1;3] \Rightarrow g(x)\) đồng biến trên \({\rm{( – 1;3)}}\)
\( \Rightarrow g(3) > g( – 1)\) (**)
Từ (*) và (**) suy ra g(x) đạt giá trị nhỏ nhất trên đoạn \({\rm{[}} – 4;3]\) tại \({x_0} = – 1\)