BÀI 4. CỰC TRỊ HÀM ĐA THỨC
A. CỰC TRỊ HÀM ĐA THỨC BẬC 3
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Hàm số: y = f (x)
2. ðạo hàm:
Bài 4. Cực trị hàm ña thức 1 BÀI 4. CỰC TRỊ HÀM ðA THỨC A. CỰC TRỊ HÀM ðA THỨC BẬC 3 I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Hàm số: y = f (x) ( )3 2 0ax bx cx d a= + + + ≠ 2. ðạo hàm: ( ) 23 2y f x ax bx c′ ′= = + + 3. ðiều kiện tồn tại cực trị y = f (x) có cực trị ⇔ y = f (x) có cực ñại và cực tiểu ⇔ ( ) 0f x′ = có 2 nghiệm phân biệt ⇔ ∆′ = b2 − 3ac > 0 4. Kỹ năng tính nhanh cực trị Giả sử ∆′ = b2 − 3ac > 0, khi ñó ( ) 0f x′ = có 2 nghiệm phân biệt 1 2,x x với 2 1,2 3 3 b b ac x a − ± − = và hàm số ñạt cực trị tại x1, x2. Theo ñịnh nghĩa ta có các cực trị của hàm số là: ( ) ( )2 21 1 2 23 3;3 3 b b ac b b acy f x f y f x f a a − − − − + − = = = = Trong trường hợp x1, x2 là số vô tỉ thì các cực trị f (x1), f (x2) nếu tính theo ñịnh nghĩa sẽ phức tạp hơn so với cách tính theo thuật toán sau ñây: Bước 1: Thực hiện phép chia f (x) cho f ′(x) ta có: ( ) ( ) ( ) ( )21 23 9 3 3 9b b bcf x x f x c x da a a ′= + + − + − hay ( ) ( ) ( ) ( ).f x f x q x r x′= + với bậc ( ) 1r x = Bước 2: Do ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 0 3 3 9 nên 0 2 3 3 9 b bcy f x r x c x df x a a f x b bcy f x r x c x d a a = = = − + − ′ = ′ = = = = − + − Hệ quả: ðường thẳng ñi qua cực ñại, cực tiểu có phương trình là: y = r(x) ðối với hàm số tổng quát : y = f (x) ( )3 2 0ax bx cx d a= + + + ≠ thì ñường thẳng ñi qua cực ñại, cực tiểu có phương trình: ( )223 3 9b bcy c x da a = − + − www.VNMATH.com Chương I. Hàm số – Trần Phương 2 II. BÀI TẬP MẪU MINH HỌA Bài 1. Tìm m ñể hàm số: ( ) ( )3 2 2 21 2 3 1 53y x m m x m x m= + − + + + + − ñạt cực tiểu tại x = −2. Giải: ( ) ( )2 2 22 2 3 1y x x m m x m′ = + − + + + ⇒ ( ) ( )22 2 2y x x m m′′ = + − + ðể hàm số ñạt cực tiểu tại x = −2 thì ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 0 4 3 0 1 3 0 3 1 02 0 0 y m m m m m m my m m ′ − = − + − = − − = ⇔ ⇔ ⇔ = ′′ − >− > − > Bài 2. Tìm a ñể các hàm số ( ) 3 2 13 2 x xf x ax= − + + ; ( ) 3 2 33 xg x x ax a= + + + . có các ñiểm cực trị nằm xen kẽ nhau. Giải: ( ) ( )2 22 3 ;f x x x a g x x x a′ ′= + + = − + . Ta cần tìm a sao cho g′(x) có 2 nghiệm phân biệt 1 2x x< và f ′(x) có 2 nghiệm phân biệt 3 4x x< sao cho ( ) ( ) ( ) ( ) 1 21 3 2 4 3 1 4 2 1 2 1 2 11 3 0 ; 1 4 0 4 0 0 aa ax x x x x x x x f x f x f x f x ′ ∆ = − >< < < ⇔ ⇔ ′ ′< < < < ′ ′ < (*) Ta có: ( ) ( ) ( ) ( )1 2 1 1 2 20 3 2 3 2 0f x f x g x x a g x x a′ ′ ′ ′ < ⇔ + + + + < ⇔ ( ) ( )1 23 2 3 2 0x a x a+ + < ( ) ( )21 2 1 2 159 6 4 4 15 0 04x x a x x a a a a⇔ + + + = + < ⇔ − < < Bài 3. Tìm m ñể ( ) ( ) ( )3 22 3 1 6 2 1f x x m x m x= + − + − − có ñường thẳng ñi qua Cð, CT song song với ñường thẳng y = ax + b. Giải: ( ) ( ) ( )[ ]26 1 2 0f x x m x m′ = + − + − = ⇔ ( ) ( ) ( )2 1 2 0g x x m x m= + − + − = Hàm số có Cð, CT ⇔ ( ) 0g x = có 2 nghiệm phân biệt ⇔ ( )23 0 3g m m∆ = − > ⇔ ≠ Thực hiện phép chia f (x) cho g(x) ta có: ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 22 1 3 3 3f x x m g x m x m m= + − − − − − + Với m ≠ 3 thì phương trình ( ) 0g x = có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 và hàm số y = f (x) ñạt cực trị tại x1, x2. Ta có: ( ) ( )1 2 0g x g x= = nên suy ra ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 22 21 1 1 2 2 23 3 3 ; 3 3 3y f x m x m m y f x m x m m= = − − − − + = = − − − − + ⇒ ðường thẳng ñi qua Cð, CT là (∆): ( ) ( )2 23 3 3y m x m m= − − − − + www.VNMATH.com Bài 4. Cực trị hàm ña thức 3 Ta có (∆) song song với ñường thẳng y = ax + b ⇔ ( ) ( )2 2 3 3; 0 0 33 3 m m a a m am a m a ≠ ≠ < < ⇔ ⇔ = ± −− − = − = − Vậy nếu a < 0 thì 3m a= ± − ; nếu a ≥ 0 thì không tồn tại m thoả mãn. Bài 4. Tìm m ñể ( ) ( ) ( )3 22 3 1 6 1 2f x x m x m m x= + − + − có Cð, CT nằm trên ñường thẳng (d): y = −4x. Giải: Ta có: ( ) ( ) ( )[ ]26 1 1 2 0f x x m x m m′ = + − + − = ⇔ ( ) ( ) ( )2 1 1 2 0g x x m x m m= + − + − = Hàm số có Cð, CT ( ) 0g x⇔ = có 2 nghiệm phân biệt ( )2 13 1 0 3g m m⇔ ∆ = − > ⇔ ≠ Thực hiện phép chia f (x) cho g(x) ta có: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )22 1 3 1 1 1 2f x x m g x m x m m m= + − − − + − − Với 13m ≠ thì phương trình ( ) 0g x = có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 và hàm số y = f (x) ñạt cực trị tại x1, x2. Ta có: ( ) ( )1 2 0g x g x= = nên suy ra ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 21 1 1 2 23 1 1 2 ; 3 1 1 2y f x m x m m m y m x m m m= = − − + − − = − − + − − ⇒ ðường thẳng ñi qua Cð, CT là (∆): ( ) ( ) ( )23 1 1 1 2y m x m m m= − − + − − . ðể cực ñại, cực tiểu nằm trên ñường thẳng (d): y = −4x thì (∆) ≡ (d) ⇔ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 3 1 2 3 1 2 03 1 4 1 1 1 2 01 1 2 0 m mm m m m mm m m − − − + =− − = − ⇔ ⇔ = − − = − − = Bài 5. Tìm m ñể ( ) 3 2 7 3f x x mx x= + + + có ñường thẳng ñi qua Cð, CT vuông góc với y = 3x − 7. Giải: Hàm số có Cð, CT ⇔ ( ) 23 2 7 0f x x mx′ = + + = có 2 nghiệm phân biệt ⇔ 2 21 0 21m m′∆ = − > ⇔ > . Thực hiện phép chia f (x) cho f ′(x) ta có: ( ) ( ) ( ) ( )2 71 23 21 39 9 9 mf x x m f x m x′= + + − + − Với 21m > thì phương trình ( ) 0f x′ = có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 và hàm số y = f (x) ñạt cực trị tại x1, x2. Ta có: ( ) ( )1 2 0f x f x′ ′= = suy ra ( ) ( ) ( ) ( )2 21 1 1 2 2 27 72 221 3 ; 21 39 9 9 9m my f x m x y f x m x= = − + − = = − + − www.VNMATH.com Chương I. Hàm số – Trần Phương 4 ⇒ ðường thẳng ñi qua Cð, CT là (∆): ( )2 72 21 39 9 my m x= − + − Ta có (∆) ⊥ y = 3x − 7 ⇔ ( )2 2 3 10452 21 .3 1 219 2 2m m m− = − ⇔ = > ⇔ = ± Bài 6. Tìm m ñể hàm số ( ) 3 2 23f x x x m x m= − + + có cực ñại, cực tiểu ñối xứng nhau qua (∆): 512 2y x= − Giải: Hàm số có Cð, CT ⇔ ( ) 2 23 6 0f x x x m′ = − + = có 2 nghiệm phân biệt ⇔ 29 3 0 3m m′∆ = − > ⇔ < . Thực hiện phép chia f (x) cho f ′(x) ta có: ( ) ( ) ( ) ( ) 221 21 33 3 3 mf x x f x m x m′= − + − + + Với 3m < thì phương trình ( ) 0f x′ = có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 và hàm số y = f (x) ñạt cực trị tại x1, x2. Ta có: ( ) ( )1 2 0f x f x′ ′= = nên ( ) ( ) ( ) ( )2 22 21 1 1 2 2 22 23 ; 33 3 3 3m my f x m x m y f x m x m= = − + + = = − + + ⇒ ðường thẳng ñi qua Cð, CT là (d): ( ) 222 33 3 my m x m= − + + . Các ñiểm cực trị ( ) ( )1 1 2 2, , ,A x y B x y ñối xứng nhau qua ( ) 51: 2 2y x∆ = − ⇔ (d) ⊥ (∆) tại trung ñiểm I của AB (*) . Ta có 1 2 12I x x x + = = suy ra (*) ⇔ ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 13 1 03 2 0 52 1 1 03 1 13 3 2 2 m m m m m mm m − ⋅ = − = ⇔ ⇔ = + = − ⋅ + + = ⋅ − Bài 7. Cho ( ) ( ) ( )3 22 cos 3sin 8 1 cos 2 13f x x a a x a x= + − − + + 1. CMR: Hàm số luôn có Cð, CT. 2. Giả sử hàm số ñạt cực trị tại x1, x2. CMR: 2 21 2 18x x+ ≤ Giải: 1. Xét phương trình: ( ) ( ) ( )22 2 cos 3sin 8 1 cos 2 0f x x a a x a′ = + − − + = Ta có: ( ) ( ) ( )2 2 2cos 3sin 16 1 cos 2 cos 3sin 32cos 0a a a a a a a′∆ = − + + = − + ≥ ∀ Nếu 2 20 cos 3sin cos 0 sin cos sin cos 0a a a a a a a′∆ = ⇔ − = = ⇔ = ⇒ + = (vô lý) Vậy ∆′ > 0 ∀a ⇒ f ′(x) = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 và hàm số có Cð, CT. www.VNMATH.com Bài 4. Cực trị hàm ña thức 5 2. Theo Viet ta có: ( )1 2 1 23sin cos ; 4 1 cos 2x x a a x x a+ = − = − + ( ) ( ) ( )2 22 2 21 2 1 2 1 22 3sin cos 8 1 cos2 9 8cos 6sin cosx x x x x x a a a a a a+ = + − = − + + = + − ( ) ( ) ( )2 22 29 9 sin cos 3sin cos 18 3sin cos 18a a a a a a= + + − + = − + ≤ Bài 8. Cho hàm số ( ) ( ) ( )3 2 22 1 4 33f x x m x m m x= + + + + + 1. Tìm m ñể hàm số ñạt cực trị tại ít nhất 1 ñiểm > 1. 2. Gọi các ñiểm cực trị là x1, x2. Tìm Max của ( )1 2 1 22A x x x x= − + Giải: Ta có: ( ) ( )2 22 2 1 4 3f x x m x m m′ = + + + + + 1. Hàm số ñạt cực trị tại ít nhất 1 ñiểm > 1 ( ) 0f x′⇔ = có 2 nghiệm phân biệt 1 2,x x thoả mãn: 1 2 1 21 1x x x x< < ∨ ≤ < ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 1 0 6 7 0 3 2, 3 2 0 5, 16 5 0 2 1 0 6 7 0 3 2, 3 2 1 1 1 22 f m m m mm m f m m m S m m ′ < + + < ∈ − − − + ′∆ > ∈ − −+ + <⇔ ⇔ ⇔ ≥ + + ≥ ∉ − − − + < < − + < − ( )5, 3 2m⇔ ∈ − − + 2. Do ( ) ( ) 1 2 2 1 2 1 1 4 3 2 x x m x x m m + = − + = + + ⇒ ( )1 2 1 22A x x x x= − + ( )2 4 3 2 12m m m+ += + + 21 8 72 m m= + + ( ) ( ) ( ) ( )1 17 1 7 1 2 2 m m m m−= + + = + + (do 5 1m− < < − ) ⇒ ( ) ( ) 22 91 19 8 16 9 4 2 2 2 A m m m = − + + = − + ≤ . Với 4m = − thì 9Max 2A = Bài 9. Tìm m ñể hàm số ( ) 3 21 13f x x mx x m= − − + + có khoảng cách giữa các ñiểm Cð và CT là nhỏ nhất. Giải: Do ( ) 2 2 1 0f x x mx′ = − − = có 2 1 0m′∆ = + > nên f ′(x) = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 và hàm số ñạt cực trị tại x1, x2 với các ñiểm cực trị là ( )1 2,A x y ; ( )2 2,B x y . Thực hiện phép chia f (x) cho f ′(x) ta có: ( ) ( ) ( ) ( ) ( )21 2 21 13 3 3f x x m f x m x m′= − − + + + . Do ( ) ( )1 2 0f x f x′ ′= = nên ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 21 1 1 2 2 22 2 2 21 1 ; 1 13 3 3 3y f x m x m y f x m x m= = − + + + = = − + + + www.VNMATH.com Chương I. Hàm số – Trần Phương 6 Ta có: ( ) ( ) ( ) ( ) ( )22 2 2 22 22 1 2 1 2 1 2 14 19AB x x y y x x m x x= − + − = − + + − ( ) ( )22 22 1 1 2 44 1 19x x x x m = + − + + ( ) ( ) ( )22 24 44 4 1 1 4 19 9m m = + + + ≥ + ⇒ 2 13 3AB ≥ . Vậy 2 13Min 3AB = xảy ra ⇔ m = 0. Bài 10. Tìm m ñể hàm số ( ) ( ) ( )3 21 11 3 23 3f x mx m x m x= − − + − + ñạt cực trị tại x1, x2 thoả mãn 1 22 1x x+ = . Giải: Hàm số có Cð, CT ⇔ ( ) ( ) ( )2 2 1 3 2 0f x mx m x m′ = − − + − = có 2 nghiệm phân biệt ⇔ ( ) ( )2 0 1 3 2 0 m m m m ≠ ′∆ = − − − > ⇔ 6 61 0 1 2 2 m− < ≠ < + (*) Với ñiều kiện (*) thì ( ) 0f x′ = có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 và hàm số f (x) ñạt cực trị tại x1, x2. Theo ñịnh lý Viet ta có: ( ) ( )1 2 1 22 1 3 2;m mx x x xm m − −+ = = Ta có: ( ) ( )1 2 2 12 1 2 12 2 3 42 1 1 ;m mm m mx x x xm m m m m − − − − −+ = ⇔ = − = = − = ( ) ( )( ) ( )3 22 3 4 2 3 4 3 2mm m m m m m m m m − − −⇒ ⋅ = ⇔ − − = − 2 2 3 m m = ⇔ = Cả 2 giá trị này ñều thoả mãn ñiều kiện (*). Vậy 1 22 1x x+ = 22 3m m⇔ = ∨ = Bài 11. Tìm m ñể hàm số ( ) 3 21 13f x x mx mx= − + − ñạt cực trị tại x1, x2 thoả mãn ñiều kiện 1 2 8x x− ≥ . Giải: HS có Cð, CT ⇔ ( ) 2 2 0f x x mx m′ = − + = có 2 nghiệm phân biệt ⇔ ( ) ( )2 0 ,0 1,m m m D′∆ = − > ⇔ ∈ = −∞ +∞∪ (*) Với ñiều kiện này thì ( ) 0f x′ = có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 và hàm số f (x) ñạt cực trị tại x1, x2. Theo ñịnh lý Viet ta có: 1 2 1 22 ;x x m x x m+ = = suy ra: ( ) 221 2 1 2 1 2 1 28 64 4 64x x x x x x x x− ≥ ⇔ − ≥ ⇔ + − ≥ 24 4 64m m⇔ − ≥ 2 1 65 1 6516 0 , , 2 2 m m m − +⇔ − − ≥ ⇔ ∈ −∞ +∞ ∪ (thoả mãn (*) ) Vậy ñể 1 2 8x x− ≥ thì 1 65 1 65 , , 2 2 m − + ∈ −∞ +∞ ∪ www.VNMATH.com Bài 4. Cực trị hàm ña thức 7 B. CỰC TRỊ HÀM ðA THỨC BẬC 4 I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Hàm số: y = f (x) ( )4 3 2 0ax bx cx dx e a= + + + + ≠ 2. ðạo hàm: ( ) 3 24 3 2y f x ax bx cx d′ ′= = + + + 3. Cực trị: Xét ( ) 0f x′ = có ⇒ ⇒ ®óng 1 nghiÖm cã ®óng 1 cùc trÞ1 nghiÖm ®¬n cã ®óng 2 nghiÖm 1 nghiÖm kÐp cã 3 nghiÖm ph©n biÖt cã 3 cùc trÞ gåm C§ vµ CT 4. Kỹ năng tính nhanh cực trị Giả sử f ′(x) triệt tiêu và ñổi dấu tại x = x0, khi ñó f (x) ñạt cực trị tại x0 với số cực trị là ( ) 4 3 20 0 0 0 0f x ax bx cx dx e= + + + + . Trong trường hợp x0 là số vô tỉ thì cực trị f (x0) ñược tính theo thuật toán: Bước 1: Thực hiện phép chia f (x) cho f ′(x) ta có: ( ) ( ) ( ) ( ). 4 3 2 f x q x f x r x′= + ↓ ↓ ↓ BËc BËc BËc Bước 2: Do f ′(x0) = 0 nên f (x0) = r(x0) Hệ quả: Các ñiểm cực trị của hàm bậc 4: y = f (x) nằm trên y = r(x) II. CÁC BÀI TẬP MẪU MINH HỌA Bài 1. Tìm cực trị của hàm số ( ) 4 26 8 1y f x x x x= = − − − . Giải: Ta có: ( ) ( ) ( )234 12 8 4 1 2f x x x x x′ = − − = + − ; ( ) ( ) ( )12 1 1f x x x′′ = + − Do phương trình ( ) 0f x′ = có 1 nghiệm ñơn x = 2 và 1 nghiệm kép x = −1 nên hàm số có ñúng 1 cực trị tại x = 2. Mặt khác ( )2 36 0f ′′ = > suy ra ( )CT 2 25f f= = − . Vậy hàm số có cực tiểu CT 25f = − và không có cực ñại. Bài 2. Cho ( ) ( )4 3 24 3 1 1f x x mx m x= + + + + . Tìm m ñể ƒ(x) chỉ có cực tiểu mà không có cực ñại. Giải: ( ) ( ) ( )[ ]3 2 24 12 6 1 2 2 6 3 1f x x mx m x x x mx m′ = + + + = + + + ; ( ) ( ) ( )2 0 0 2 6 3 1 0 x f x g x x mx m = ′ = ⇔ = + + + = . Xét các khả năng sau ñây: www.VNMATH.com Chương I. Hàm số – Trần Phương 8 a) Nếu ( )2 1 7 1 73 3 2 2 0 ,3 3g m m m I − + ′∆ = − − ≤ ⇔ ∈ = thì ( )2 0g x x≥ ∀ ∈ℝ ⇔ g(x) ≥ 0 x∀ ∈ℝ . Suy ra f ′(x) triệt tiêu và ñổi dấu tại x = 0 mà f ′′(0) = 6(m + 1) > 0 ∀m∈I ⇒ ( )CT 0 1f f= = , tức là hàm số chỉ có cực tiểu mà không có cực ñại. b) Nếu ( ) ( ) 0 1 0 3 1 0 g m g m ′∆ > ⇔ = − = + = thì ( ) ( ) ( )2 22 2 6 4 3f x x x x x x′ = − = − ( ) 0f x′ = ⇔ x = 0 nghiệm kép, x = 3. Nhìn bảng biến thiên suy ra: Hàm số y = f (x) chỉ có cực tiểu mà không có cực ñại. c) Nếu ( ) 0 1 0 0 g m g ′∆ > ⇔ = − ≠ thì f ′(x) có 3 nghiệm phân biệt 1 2 3x x x< < Nhìn bảng biến thiên suy ra: Hàm số y = f (x) có cực ñại nên không thoả mãn yêu cầu bài toán. Kết luận: { }1 7 1 7, 13 3m − + ∈ − ∪ Bài 3. Cho hàm số ( ) ( ) ( )4 3 23 2 1y f x x m x m x= = + + + + Chứng minh rằng: ∀m ≠ −1 hàm số luôn có cực ñại ñồng thời 0x ≤C§ ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ] ( )3 2 24 3 3 4 1 4 3 3 4 1 .f x x m x m x x x m x m x g x′ = + + + + = + + + + = Ta có: ( ) ( )2 29 3 64 1 9 10 17 0g m m m m m∆ = + − + = − + > ∀ nên g(x) = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2. Theo ñịnh lý Viet ta có: 1 2. 1 0 1x x m m= + ≠ ∀ ≠ − ⇒ PT ( ) 0f x′ = có 3 nghiệm phân biệt 0, x1, x2. Xét 2 khả năng sau: a) Nếu m < −1 thì 1 2. 1 0x x m= + < ⇒ 1 20x x< < ⇒ Bảng biến thiên x −∞ 0 3 +∞ f ′ − 0 − 0 + f +∞ CT +∞ x −∞ x1 x2 x3 +∞ f ′ − 0 + 0 − 0 + f +∞ CT Cð CT +∞ x −∞ x1 0 x2 +∞ f ′ − 0 + 0 − 0 + f +∞ CT Cð CT +∞ www.VNMATH.com Bài 4. Cực trị hàm ña thức 9 Nhìn BBT suy ra 0x =C§ b) Nếu m > −1 thì 1 2. 0x x > và ( )1 2 3 3 04 m x x − ++ = < ⇒ 1 2 0x x< < ⇒ Bảng biến thiên. Nhìn BBT suy ra 2 0x x= <C§ Kết luận: Vậy ∀m ≠ −1 hàm số luôn có 0x ≤C§ Bài 4. (ðề thi TSðH khối B 2002) Tìm m ñể hàm số ( )4 2 29 10y mx m x= + − + có 3 ñiểm cực trị Giải. Yêu cầu bài toán ( ) ( )2 22 2 9 2 . 0y x mx m x g x′⇔ = + − = = có 3 nghiệm phân biệt 2 39 0 2 0 3 mm m m < − −⇔ < ⇔ < < Bài 5. Tìm m ñể ( ) 4 2 42 2f x x mx m m= − + + có Cð, CT lập thành tam giác ñều. Giải. ( ) ( )3 24 4 4f x x mx x x m′ = − = − . Ta có: ( ) 20 0f x x x m′ = ⇔ = ∨ = . ðể hàm số có Cð, CT ⇔ ( ) 0f x′ = có 3 nghiệm phân biệt ⇔ m > 0 ⇒ 3 nghiệm là: 1 2 3; 0 ;x m x x m= − = = ⇒ 3 ñiểm Cð, CT là: ( ) ( ) ( )4 2 4 4 2, 2 ; 0, 2 ; , 2A m m m m B m m C m m m m− − + + − + ⇒ 4 ; 2AB BC m m AC m= = + = . ðể A, B, C lập thành tam giác ñều thì AB BC AC= = ⇔ 4 2m m m+ = 4 4 34 3 3m m m m m m⇔ + = ⇔ = ⇔ = Bài 6. Chứng minh rằng: Hàm số ( ) 4 3 2 1f x x mx mx mx= + + + + không thể ñồng thời có Cð và CT m∀ ∈ℝ Giải. Xét ( ) ( )3 2 2 34 3 2 0 3 2 1 4f x x mx mx m m x x x′ = + + + = ⇔ + + = − x −∞ x1 x2 0 +∞ f ′ − 0 + 0 − 0 + f +∞ CT Cð CT +∞ x −∞ x1 0 x3 +∞ f ′ − 0 + 0 − 0 + f +∞ A CT B Cð C CT +∞ www.VNMATH.com Chương I. Hàm số – Trần Phương 10 ⇔ 3 2 4 3 2 1 x m x x − = + + . Xét hàm số ( ) 3 2 4 3 2 1 xg x x x − = + + có TXð: gD = ℝ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 22 2 2 2 2 22 2 4 3 4 3 4 2 1 1 0 3 2 1 3 2 1 x x x x x xg x x x x x x − + + − + + + ′ = = ≤ ∀ ∈ + + + + ℝ ; ( ) 2 4lim lim 2 13x x xg x x x →∞ →∞ − = = ∞ + + Nghiệm của phương trình ( ) 0f x′ = cũng là hoành ñộ giao ñiểm của ñường thẳng y = m với ñồ thị y = g(x). Nhìn bảng biến thiên suy ra ñường thẳng y = m cắt y = g(x) tại ñúng 1 ñiểm ⇒ ( ) 0f x′ = có ñúng 1 nghiệm. Vậy hàm số y = f (x) không thể ñồng thời có cực ñại và cực tiểu. Bài 7. Chứng minh rằng: ( ) 4 3 0f x x px q x= + + ≥ ∀ ∈ℝ ⇔ 4256 27q p≥ Giải. Ta có: ( ) ( )3 2 24 3 4 3 0f x x px x x p′ = + = + = ⇔ 34 p x − = và nghiệm kép x = 0 Do f ′(x) cùng dấu với (4x + 3p) nên lập bảng biến thiên ta có: f (x) ≥ 0 ∀x∈R ⇔ ( ) 3Min 0 4 pf x f − = ≥ ⇔ 4 4256 27 0 256 27 256 q p q p− ≥ ⇔ ≥ Bài 8. (ðề thi dự bị ðH khối A năm 2004) Tìm m ñể hàm số 4 2 22 1y x m x= − + có 3 ñiểm cực trị là 3 ñỉnh của một tam giác vuông cân Giải. Hàm số có 3 cực trị ( )2 24 0y x x m′⇔ = − = có 3 nghiệm phân biệt 0m⇔ ≠ , khi ñó ñồ thị có 3 ñiểm cực trị là ( ) ( ) ( )4 40,1 ; ,1 , ,1A B m m C m m− − − . Do y là hàm chẵn nên YCBT . 0 1AB AC m⇔ = ⇔ = ± Bài 9. Chứng minh rằng: ( ) 4 26 4 6f x x x x= − + + luôn có 3 cực trị ñồng thời gốc toạ ñộ O là trọng tâm của tam giác tạo bởi 3 ñỉnh là 3 cực trị Bài 10. Chứng minh rằng: ( ) 4 0f x x px q x= + + ≥ ∀ ∈ℝ ⇔ 3 4256 27q p≥ Bài 11. Cho ( ) ( )4 3 28 3 2 1 1f x x mx m x= + + + − . Tìm m ñể ƒ(x) chỉ có cực tiểu mà không có cực ñại. x −∞ x2 +∞ f ′ − 0 − f +∞ −∞ www.VNMATH.com
Tài liệu đính kèm: