Giải bài tập Toán 12 Nâng cao, Toán 12 Nâng cao, đầy đủ giải tích và hình học
Bài 3. Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số
Bài 16 trang 22 SGK Đại số và Giải tích 12 Nâng cao>
Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số:
Đề bài
Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số: \(f\left( x \right) = {\sin ^4}x + {\cos ^4}x\)
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Sử hằng đẳng thức thu gọn f(x) và đánh giá dựa vào tính chất hàm sin.
Lời giải chi tiết
TXĐ: \(D=\mathbb R\)
\(\begin{array}{l}
f\left( x \right) = {\sin ^4}x + {\cos ^4}x\\
= {\left( {{{\sin }^2}x} \right)^2} + {\left( {{{\cos }^2}x} \right)^2} + 2{\sin ^2}x{\cos ^2}x - 2{\sin ^2}x{\cos ^2}x\\
= {\left( {{{\sin }^2}x + {{\cos }^2}x} \right)^2} - 2{\sin ^2}x{\cos ^2}x\\
= 1 - \frac{1}{2}.4{\sin ^2}x{\cos ^2}x\\
= 1 - \frac{1}{2}{\left( {2\sin x\cos x} \right)^2}\\
= 1 - \frac{1}{2}{\sin ^2}2x
\end{array}\)
Ta có:
\(\begin{array}{l}
{\sin ^2}2x \ge 0 \Rightarrow \frac{1}{2}{\sin ^2}2x \ge 0\\
\Rightarrow 1 - \frac{1}{2}{\sin ^2}2x \le 1 - 0 = 1
\end{array}\)
\(\Rightarrow f\left( x \right) \le 1\) với mọi \(x \in {\mathbb{R}}\)
Mà \(f\left( 0 \right) = 1\).
Vậy \(\mathop {\max }\limits_{\mathbb {R}} f\left( x \right) = 1\)
Lại có,
\(\begin{array}{l}
{\sin ^2}2x \le 1 \Rightarrow \frac{1}{2}{\sin ^2}2x \le \frac{1}{2}\\
\Rightarrow 1 - \frac{1}{2}{\sin ^2}2x \ge 1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}\\
\Rightarrow f\left( x \right) \ge \frac{1}{2}
\end{array}\)
với mọi \(x \in {\mathbb{R}}\)
Mà \(f\left( {{\pi \over 4}} \right) = 1 - {1 \over 2} = {1 \over 2}\)
Vậy \(\mathop {\min f\left( x \right)}\limits_{x \in {\mathbb {R}}} = {1 \over 2}\).
Loigiaihay.com




