NGÂN HÀNG ĐỀ THI
NGÂN HÀNG ĐỀ THI
Chương 4 · Lớp 11

Đạo hàm

28 mục6 loại nội dung

§1. Định nghĩa(3)

1.1

Đạo hàm tại 1 điểm

Đạo hàm tại một điểm
Cho hàm số $y = f(x)$ xác định trên khoảng $(a;b)$ và $x_0 \in (a;b)$. Đạo hàm của $f$ tại $x_0$: $$f'(x_0) = \lim_{x \to x_0} \dfrac{f(x) - f(x_0)}{x - x_0} = \lim_{\Delta x \to 0} \dfrac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x}.$$ (Khi giới hạn tồn tại hữu hạn.)
1.2

Vi phân của hàm số

Vi phân
Cho hàm số $y = f(x)$ có đạo hàm $f'(x)$. Vi phân của $f$: $$df(x) = f'(x) \cdot dx \quad \text{hay} \quad dy = y' \, dx.$$ Ý nghĩa: $dy \approx \Delta y$ khi $\Delta x$ đủ nhỏ.
1.3

Đạo hàm cấp 2

Ứng dụng đạo hàm
Đạo hàm cấp 2 của hàm số $y = f(x)$ là đạo hàm của đạo hàm cấp 1: $$f''(x) = [f'(x)]'.$$ Tổng quát: $f^{(n)}(x) = [f^{(n-1)}(x)]'$ là đạo hàm cấp $n$.

§2. Tính chất(4)

2.1

Liên hệ đạo hàm và liên tục

Đạo hàm tại một điểm
Nếu $f$ có đạo hàm tại $x_0$ thì $f$ liên tục tại $x_0$. Chiều ngược KHÔNG đúng: hàm liên tục có thể không có đạo hàm (vd $y = |x|$ liên tục tại 0 nhưng không có đạo hàm tại đó).
2.2

Ý nghĩa hình học của đạo hàm

Đạo hàm tại một điểm
$f'(x_0)$ là hệ số góc của tiếp tuyến với đồ thị $y = f(x)$ tại điểm $M_0(x_0; f(x_0))$. Phương trình tiếp tuyến tại $M_0$: $$y = f'(x_0)(x - x_0) + f(x_0).$$
2.3

Ý nghĩa vật lý của đạo hàm

Đạo hàm tại một điểm
Nếu $s = s(t)$ là phương trình chuyển động (quãng đường theo thời gian) thì:
  • $v(t) = s'(t)$: vận tốc tức thời tại thời điểm $t$.
  • $a(t) = v'(t) = s''(t)$: gia tốc tức thời.
Tổng quát: đạo hàm = tốc độ biến thiên tức thời của đại lượng theo biến.
2.4

Quy tắc đạo hàm tổng / hiệu / tích / thương

Quy tắc tính đạo hàm
  • $(u \pm v)' = u' \pm v'$.
  • $(ku)' = k u'$ ($k$ hằng).
  • $(u \cdot v)' = u' v + u v'$.
  • $\left(\dfrac{u}{v}\right)' = \dfrac{u' v - u v'}{v^2}$ ($v \neq 0$).
  • $\left(\dfrac{1}{v}\right)' = -\dfrac{v'}{v^2}$ ($v \neq 0$).

§3. Công thức(10)

3.1

Bảng đạo hàm cơ bản

Quy tắc tính đạo hàm
Hàm $f(x)$$f'(x)$
$c$ (hằng)$0$
$x$$1$
$x^n$ ($n \in \mathbb{R}$)$n x^{n-1}$
$\sqrt{x}$$\dfrac{1}{2\sqrt{x}}$
$\dfrac{1}{x}$$-\dfrac{1}{x^2}$
$e^x$$e^x$
$a^x$ ($0 < a \neq 1$)$a^x \ln a$
$\ln x$$\dfrac{1}{x}$
$\log_a x$$\dfrac{1}{x \ln a}$
$\sin x$$\cos x$
$\cos x$$-\sin x$
$\tan x$$\dfrac{1}{\cos^2 x} = 1 + \tan^2 x$
$\cot x$$-\dfrac{1}{\sin^2 x}$
3.2

Quy tắc đạo hàm hàm hợp

Quy tắc tính đạo hàm
Nếu $y = f(u)$ và $u = g(x)$, thì $y$ là hàm của $x$ qua $u$ và: $$y'_x = y'_u \cdot u'_x = f'(u) \cdot g'(x).$$ Vd: $y = \sin(2x + 1)$, đặt $u = 2x + 1$ → $y' = \cos u \cdot 2 = 2\cos(2x+1)$.
3.3

Công thức đạo hàm thương

Đạo hàm thương
$$\left(\dfrac{u}{v}\right)' = \dfrac{u' v - u v'}{v^2}, \quad v \neq 0.$$ Lưu ý: dấu trong tử số: $u' v$ TRƯỚC, $u v'$ SAU (đừng nhầm).
3.4

Đạo hàm $y = \dfrac{ax+b}{cx+d}$

Đạo hàm thương
$$y = \dfrac{ax+b}{cx+d} \Rightarrow y' = \dfrac{ad - bc}{(cx+d)^2}.$$ Hệ quả:
  • $ad - bc > 0$: $y' > 0$ → đồng biến trên mỗi khoảng xác định.
  • $ad - bc < 0$: $y' < 0$ → nghịch biến.
3.5

Đạo hàm $y = \dfrac{ax^2 + bx + c}{a'x + b'}$

Đạo hàm thương
$$y' = \dfrac{(2ax + b)(a'x + b') - a'(ax^2 + bx + c)}{(a'x + b')^2}.$$ Tử số rút gọn thành tam thức bậc 2 theo $x$.
3.6

Đạo hàm các hàm lượng giác cơ bản

Đạo hàm của hàm số lượng giác
$$(\sin x)' = \cos x$$ $$(\cos x)' = -\sin x$$ $$(\tan x)' = \dfrac{1}{\cos^2 x} = 1 + \tan^2 x$$ $$(\cot x)' = -\dfrac{1}{\sin^2 x} = -(1 + \cot^2 x)$$
3.7

Đạo hàm hợp lượng giác

Đạo hàm của hàm số lượng giác
Với $u = u(x)$: $$(\sin u)' = u' \cos u$$ $$(\cos u)' = -u' \sin u$$ $$(\tan u)' = \dfrac{u'}{\cos^2 u}$$ $$(\cot u)' = -\dfrac{u'}{\sin^2 u}$$
3.8

Công thức tính gần đúng

Vi phân
Khi $\Delta x$ nhỏ: $$f(x_0 + \Delta x) \approx f(x_0) + f'(x_0) \cdot \Delta x.$$ Hay: $f(x) \approx f(x_0) + f'(x_0)(x - x_0)$ khi $x$ gần $x_0$.
3.9

Vận tốc + gia tốc tức thời

Ứng dụng đạo hàm
Chuyển động $s = s(t)$:
  • Vận tốc tức thời: $v(t) = s'(t)$.
  • Gia tốc tức thời: $a(t) = v'(t) = s''(t)$.
Đơn vị: nếu $s$ tính bằng mét, $t$ tính bằng giây → $v$: m/s, $a$: m/s².
3.10

Phương trình tiếp tuyến

Ứng dụng đạo hàm
Tiếp tuyến với đồ thị $y = f(x)$ tại điểm $M_0(x_0; y_0)$: $$y = f'(x_0)(x - x_0) + y_0,$$ với $y_0 = f(x_0)$.

§4. Phương pháp(6)

4.1

Tính đạo hàm bằng định nghĩa

Đạo hàm tại một điểm
Bước 1. Tính $\Delta y = f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)$. Bước 2. Lập tỉ số $\dfrac{\Delta y}{\Delta x}$, rút gọn. Bước 3. Tính giới hạn khi $\Delta x \to 0$: $f'(x_0) = \lim \dfrac{\Delta y}{\Delta x}$. Lưu ý: cách này chỉ dùng cho bài "theo định nghĩa"; thường dùng công thức đạo hàm để tính nhanh.
4.2

Quy trình tính đạo hàm

Quy tắc tính đạo hàm
Bước 1. Quan sát biểu thức, nhận dạng:
  • Tổng/hiệu/tích/thương → dùng quy tắc cộng/tích/thương.
  • Hàm hợp $f(g(x))$ → dùng quy tắc đạo hàm hàm hợp.
Bước 2. Áp dụng bảng đạo hàm cơ bản cho từng phần. Bước 3. Rút gọn, đơn giản hóa biểu thức cuối.
4.3

Phương pháp đạo hàm thương

Đạo hàm thương
Bước 1. Xác định $u, v$ (tử và mẫu). Bước 2. Tính $u', v'$ riêng rẽ. Bước 3. Áp dụng $\left(\dfrac{u}{v}\right)' = \dfrac{u'v - uv'}{v^2}$. Bước 4. Rút gọn tử số (thường thu được biểu thức bậc thấp hơn). Bước 5. Kết quả: $\dfrac{\text{tử rút gọn}}{v^2}$.
4.4

Quy trình đạo hàm hàm có chứa lượng giác

Đạo hàm của hàm số lượng giác
Bước 1. Xác định hàm trong sin/cos/tan (gọi là $u(x)$). Bước 2. Tính $u'(x)$. Bước 3. Áp dụng công thức hàm hợp tương ứng. Bước 4. Nếu có tích/thương → kết hợp các quy tắc đạo hàm cơ bản.
4.5

Phương pháp tính gần đúng giá trị hàm số

Vi phân
Tính $f(x)$ với $x$ "gần" một giá trị $x_0$ dễ tính: Bước 1. Chọn $x_0$ phù hợp (vd $\sqrt{4.02}$ → $x_0 = 4$). Bước 2. Tính $f(x_0), f'(x_0)$. Bước 3. Tính $\Delta x = x - x_0$. Bước 4. Áp dụng: $f(x) \approx f(x_0) + f'(x_0) \Delta x$. Vd: $\sqrt{4.02} \approx \sqrt{4} + \dfrac{1}{2\sqrt{4}} \cdot 0.02 = 2 + 0.005 = 2.005$.
4.6

3 dạng bài tiếp tuyến

Ứng dụng đạo hàm
Dạng 1 — Biết tiếp điểm $M_0(x_0; y_0)$:
  • Tính $f'(x_0)$ → viết phương trình.
Dạng 2 — Tiếp tuyến có hệ số góc $k$ cho trước:
  • Giải $f'(x_0) = k$ tìm $x_0$.
  • Tính $y_0 = f(x_0)$ → viết phương trình.
Dạng 3 — Tiếp tuyến qua điểm $A$ KHÔNG thuộc đồ thị:
  • Giả sử tiếp điểm $(x_0; f(x_0))$.
  • $A$ thuộc tiếp tuyến: $y_A = f'(x_0)(x_A - x_0) + f(x_0)$ → tìm $x_0$.
  • Mỗi $x_0$ → 1 tiếp tuyến.

§5. Mẹo(4)

5.1

Mẹo: kiểm tra dấu đạo hàm cos

Quy tắc tính đạo hàm
$(\sin x)' = \cos x$ — không đổi dấu. $(\cos x)' = -\sin x$ — có dấu trừ ở đầu (HS hay quên). → Mẹo: trông $(\cos)$ giống chữ "cong xuống", đạo hàm có dấu trừ.
5.2

Mẹo: chia trước, đạo hàm sau

Đạo hàm thương
Khi tử có bậc cao hơn mẫu, hãy thực hiện chia đa thức trước → tách thành tổng đa thức và hàm phân thức bậc thấp hơn, rồi đạo hàm: $$y = \dfrac{x^2 + 2x + 3}{x + 1} = (x + 1) + \dfrac{2}{x+1} \Rightarrow y' = 1 - \dfrac{2}{(x+1)^2}.$$ Cách này tránh áp dụng công thức đạo hàm thương phức tạp.
5.3

Mẹo: đơn giản hóa trước khi đạo hàm

Đạo hàm của hàm số lượng giác
Khi gặp biểu thức lượng giác phức tạp, dùng các hằng đẳng thức để đơn giản trước:
  • $\sin^2 x + \cos^2 x = 1$.
  • $\sin 2x = 2 \sin x \cos x$.
  • $\cos 2x = \cos^2 x - \sin^2 x = 1 - 2\sin^2 x = 2\cos^2 x - 1$.
Ví dụ: $y = \sin x \cos x = \dfrac{1}{2}\sin 2x$ → $y' = \cos 2x$.
5.4

Mẹo: đánh giá sai số tương đối

Vi phân
Khi đại lượng $x$ có sai số tuyệt đối $\Delta x$, sai số đại lượng phụ thuộc $y = f(x)$: $$\Delta y \approx f'(x) \cdot \Delta x.$$ Sai số tương đối: $\dfrac{\Delta y}{y} \approx \dfrac{f'(x)}{f(x)} \Delta x$.

§6. Lưu ý(1)

6.1!

Lưu ý: KHÔNG quên nhân với $u'$

Đạo hàm của hàm số lượng giác
Đạo hàm hàm hợp lượng giác — bắt buộc nhân với đạo hàm của hàm bên trong: $$(\sin u)' = u' \cos u, \quad (\cos u)' = -u' \sin u.$$ $$(\tan u)' = \dfrac{u'}{\cos^2 u}, \quad (\cot u)' = -\dfrac{u'}{\sin^2 u}.$$ Sai lầm phổ biến: $(\sin 2x)' = \cos 2x$ — SAI. Đúng: $(\sin 2x)' = 2 \cos 2x$ (nhân $u' = 2$). Mẹo kiểm tra: viết rõ $u = $ ..., tính $u'$, ráp công thức.