Sách bài tập Toán 11 Bài 33 (Kết nối tri thức): Đạo hàm cấp hai

Giải SBT Toán lớp 11 Bài 33: Đạo hàm cấp hai

Giải SBT Toán 11 trang 62

Bài 9.17 trang 62 SBT Toán 11 Tập 2: Tính đạo hàm cấp hai của các hàm số sau:

a) $y = \frac{x^{4}}{4} - 2 x^{2} + 1$ ;

b) $y = \frac{2 x + 1}{x - 1}$ .

Lời giải:

a) Có $y^{‘} = {(\frac{x^{4}}{4} - 2 x^{2} + 1)}^{‘}$ = x³ – 4x.

Có y” = (x³ – 4x)’ = 3x² – 4.

Vậy y” = 3x² – 4.

b) $y^{‘} = {(\frac{2 x + 1}{x - 1})}^{‘}$ $= \frac{{(2 x + 1)}^{‘} \cdot (x - 1) - (2 x + 1) \cdot {(x - 1)}^{‘}}{{(x - 1)}^{2}}$

$= \frac{2 \cdot (x - 1) - (2 x + 1)}{{(x - 1)}^{2}}$ $= \frac{- 3}{{(x - 1)}^{2}}$ .

Tính đạo hàm cấp hai của các hàm số sau x^4/4 - 2x^2 + 1

Vậy $y^{”} = \frac{6}{{(x - 1)}^{3}}$ .

Bài 9.18 trang 62 SBT Toán 11 Tập 2: Tính đạo hàm cấp hai của các hàm số sau:

a) y = ln|2x – 1|;

b) y = tan $(x + \frac{π}{3})$ .

Lời giải:

a) y’ = (ln|2x – 1|)’ = $\frac{{(2 x - 1)}^{‘}}{2 x - 1}$ $= \frac{2}{2 x - 1}$ .

$y^{”} = {(\frac{2}{2 x - 1})}^{‘}$ $= 2 \cdot \frac{- 2}{{(2 x - 1)}^{2}}$ $= \frac{- 4}{{(2 x - 1)}^{2}}$ .

Vậy $y^{”} = \frac{- 4}{{(2 x - 1)}^{2}}$ .

Tính đạo hàm cấp hai của các hàm số sau y = |ln(2x-1)|

Bài 9.19 trang 62 SBT Toán 11 Tập 2: Cho hàm số f(x) = x $e^{x^{2}}$ + ln(x+1). Tính f'(0) và f”(0).

Lời giải:

Có f'(x) = (x $e^{x^{2}}$ + ln(x+1))’ = (x $e^{x^{2}}$ )’ + (ln(x+1))’

$= e^{x^{2}} + x e^{x^{2}} \cdot {(x^{2})}^{‘} + \frac{1}{x + 1}$ .

$= e^{x^{2}} + 2 x^{2} e^{x^{2}} + \frac{1}{x + 1}$ .

$f^{”} (x) = {(e^{x^{2}} + 2 x^{2} e^{x^{2}} + \frac{1}{x + 1})}^{‘}$ $= {(e^{x^{2}})}^{‘} + {(2 x^{2} e^{x^{2}})}^{‘} + {(\frac{1}{x + 1})}^{‘}$

$= 2 x e^{x^{2}} + 4 x e^{x^{2}} + 4 x^{3} e^{x^{2}} - \frac{1}{{(x + 1)}^{2}}$ $= 6 x e^{x^{2}} + 4 x^{3} e^{x^{2}} - \frac{1}{{(x + 1)}^{2}}$

Khi đó $f^{‘} (0) = e^{0^{2}} + 2 \cdot 0 \cdot e^{0^{2}} + \frac{1}{0 + 1} = 2$ ;

$f^{”} (0) = 6 \cdot 0 \cdot e^{0^{2}} + 4 \cdot 0^{3} e^{0^{2}} - \frac{1}{{(0 + 1)}^{2}} = - 1$ .

Vậy f'(0) = 2 và f”(0) = −1.

Bài 9.20 trang 62 SBT Toán 11 Tập 2: Cho f(x) = (x² + a)² + b (a, b là tham số). Biết f(0) = 2 và f”(1) = 8, tìm a và b.

Lời giải:

Vì f(0) = 2 nên (0² + a)² + b = 2 $\Leftrightarrow$ a² + b = 2. (1)

Có f'(x) = 2(x² + a).(x² + a)’ = 4x.(x² + a); f”(x) = 4.(x² + a) + 8x².

Mà f”(1) = 8 nên 4.(1² + a) + 8.1² = 8 $\Leftrightarrow$ a + 1 = 0 $\Leftrightarrow$ a = −1.

Thay a = −1 vào (1), ta được (−1)² + b = 2 $\Leftrightarrow$ b = 1.

Vậy a = −1; b = 1.

Bài 9.21 trang 62 SBT Toán 11 Tập 2: Phương trình chuyển động của một hạt được cho bởi công thức $s (t) = 15 + \sqrt{2} \sin (4 π t + \frac{π}{6})$ , trong đó s tính bằng centimét và t tính bằng giây. Tính gia tốc của hạt tại thời điểm t = 3 giây (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ nhất).

Lời giải:

Có Phương trình chuyển động của một hạt được cho bởi công thức

$= 4 π \sqrt{2} \cos (4 π t + \frac{π}{6})$ .

Phương trình chuyển động của một hạt được cho bởi công thức

$= - 16 π^{2} \sqrt{2} \sin (4 π t + \frac{π}{6})$ .

Gia tốc của hạt tại thời điểm t = 3 giây là

a(3) = $s^{”} (3) = - 16 π^{2} \sqrt{2} \sin (12 π + \frac{π}{6})$ $= - 8 π^{2} \sqrt{2} \approx - 111, 7$ m/s².

Vậy gia tốc của hạt tại thời điểm t = 3 giây khoảng – 111,7 m/s².

Xem thêm các bài giải SBT Toán 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài tập cuối chương 8

Bài 31: Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm

Bài 32: Các quy tắc tính đạo hàm

Bài 33: Đạo hàm cấp hai

Bài tập cuối chương 9

Bài tập ôn tập cuối năm

Lý thuyết Đạo hàm cấp hai

1. Khái niệm đạo hàm cấp hai

Giả sử hàm số y = f(x) có đạo hàm tại mỗi điểm $x \in (a; b)$ . Nếu hàm số y’ = f’(x) lại có đạo hàm tại x thì ta gọi đạo hàm của y’ là đạo hàm cấp hai của hàm số y = f(x) tại x, kí hiệu là y” hoặc f”(x).

$f^{″} (x) = {(f^{'} (x))}^{'}$ .

2. Ý nghĩa cơ học của đạo hàm cấp hai

Một chuyển động có phương trình s = f(t) thì đạo hàm cấp hai (nếu có) của hàm số f(t) là gia tốc tức thời của chuyển động. Ta có:

$a (t) = f^{″} (t)$ .

Leave a Comment Hủy