Sự đồng biến, nghịch biến của hàm số

Đặt \(h\left( x \right) = 4f\left( x \right) + {x^2}\) ta có \(h'\left( x \right) = 4f\left( x \right) + 2x = 4\left[ {f'\left( x \right) + \dfrac{x}{2}} \right]\).

Số nghiệm của phương trình \(h'\left( x \right) = 0\) là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = f'\left( x \right)\) và đường thẳng \(y =  - \dfrac{x}{2}\).

Vẽ đồ thị hàm số \(y = f'\left( x \right)\) và đường thẳng \(y =  - \dfrac{x}{2}\) trên cùng mặt phẳng tọa độ ta có:

Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy \(h'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x =  - 2\\x = 0\\x = 4\end{array} \right.\).

Khi đó ta có BBT hàm số \(y = h\left( x \right)\):

Khi đó ta suy ra được BBT hàm số \(g\left( x \right) = \left| {h\left( x \right)} \right|\) như sau:

Dựa vào BBT và các đáp án ta thấy hàm số \(g\left( x \right)\) đồng biến trên \(\left( {0;4} \right)\).

Bước 1:

Đặt \(g\left( x \right) = \dfrac{{f\left( x \right) - 2}}{{x - 1}} \Rightarrow f\left( x \right) = \left( {x - 1} \right)g\left( x \right) + 2\)

\( \Rightarrow \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \left[ {\left( {x - 1} \right)g\left( x \right) + 2} \right] = 2\).

Bước 2:

Ta có:

\(\begin{array}{l}\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \dfrac{{f\left( x \right) - 2}}{{\left( {{x^2} - 1} \right)\left[ {f\left( x \right) + 1} \right]}}\\ = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \dfrac{{f\left( x \right) - 2}}{{x - 1}}.\dfrac{1}{{\left( {x + 1} \right)\left[ {f\left( x \right) + 1} \right]}}\\ = 12.\dfrac{1}{{2.\left( {2 + 1} \right)}} = 2\end{array}\)