Sách giáo khoa Toán 12 Tập một

Giải Bài 1.9 trang 15 SGK Toán 12

Bài 1. Tính đơn điệu và cực trị của hàm số   Đã kiểm chéo

Đề bài

Giả sử doanh số (tính bằng số sản phẩm) của một sản phẩm mới (trong vòng một số năm nhất định) tuân theo quy luật logistic được mô hình hoá bằng hàm số
$$f(t) = \dfrac{5\,000}{1 + 5e^{-t}}, \ t \geq 0,$$
trong đó thời gian $t$ được tính bằng năm, kể từ khi phát hành sản phẩm mới. Khi đó, đạo hàm $f'(t)$ sẽ biểu thị tốc độ bán hàng. Hỏi sau khi phát hành bao nhiêu năm thì tốc độ bán hàng là lớn nhất?

Lời giải

Tốc độ bán hàng là g(t) = f'(t). Với f(t) = 5000/(1+5e^{-t}), ta có f'(t) = 5000·5e^{-t}/(1+5e^{-t})^2 = 25000e^{-t}/(1+5e^{-t})^2 > 0 với mọi t ≥ 0. Để tìm max của f'(t), tính f''(t): với u = 25000e^{-t}, v = (1+5e^{-t})^2, u' = -25000e^{-t}, v' = -10e^{-t}(1+5e^{-t}), suy ra f''(t) = 25000e^{-t}[-(1+5e^{-t})+10e^{-t}]/(1+5e^{-t})^3 = 25000e^{-t}(5e^{-t}-1)/(1+5e^{-t})^3. Vì 25000e^{-t} > 0 và (1+5e^{-t})^3 > 0, dấu của f''(t) trùng dấu 5e^{-t}-1: f''(t) = 0 ⟺ e^{-t} = 1/5 ⟺ t = ln 5; f'' > 0 trên [0; ln 5) và f'' < 0 trên (ln 5; +∞). Vậy f'(t) đồng biến rồi nghịch biến, đạt giá trị lớn nhất tại t = ln 5 ≈ 1,61 năm. Khi đó e^{-t} = 1/5, mẫu 1+5e^{-t} = 2, nên f'(ln 5) = 25000·(1/5)/4 = 1250 sản phẩm/năm (đúng lúc doanh số bằng nửa mức bão hòa: f(ln 5) = 2500). Kết luận: sau khoảng t = ln 5 ≈ 1,61 năm thì tốc độ bán hàng lớn nhất.

Đáp số

t = \ln 5 \approx 1{,}61 năm (tốc độ lớn nhất bằng 1\,250 sản phẩm/năm)

Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.