SlideShare a Scribd company logo
1 of 102
www.MATHVN.com
www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam
TRẦN SĨ TÙNG
---- õö & õö ----
TÀI LIỆU ÔN THI ĐẠI HỌC – CAO ĐẲNG
Năm 2012
Trang 1 www.MATHVN.com
ÌD £ 0 ÌD £ 0
ÌD £ 0 ÌD £ 0
2
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
KSHS 01: TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ
A. Kiến thức cơ bản
Giả sử hàm số y = f (x) có tập xác định D.
• Hàm số f đồng biến trên D ¤ y¢ ≥ 0,"x Œ D
thuộc D.
và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu hạn điểm
• Hàm số f nghịch biến trên D ¤ y¢ £ 0,"x Œ D
thuộc D.
• Nếu y' = ax2
+ bx + c (a ≠ 0) thì:
và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu hạn điểm
+ y' ≥ 0,"x Œ R ¤
Ïa > 0
Ó
+ y' £ 0,"x Œ R ¤
Ïa < 0
Ó
• Định lí về dấu của tam thức bậc hai g(x) = ax2
+ bx + c (a ≠ 0) :
+ Nếu D < 0 thì g(x) luôn cùng dấu với a.
+ Nếu D = 0 thì g(x) luôn cùng dấu với a (trừ x = -
b
)
2a
+ Nếu D> 0 thì g(x) có hai nghiệm x1, x2 và trong khoảng hai nghiệm thì g(x) khác dấu
với a, ngoài khoảng hai nghiệm thì g(x) cùng dấu với a.
• So sánh các nghiệm x1, x2 của tam thức bậc hai g(x) = ax + bx + c với số 0:
ÏD ≥ 0Ô ÏD ≥ 0Ô
+ x1 £ x2 < 0 ¤ ÌP > 0 + 0 < x1 £ x2 ¤ ÌP > 0 + x1 < 0 < x2 ¤ P < 0
ÔÓS < 0
• g(x) £ m,"x Œ(a;b) ¤ max g(x) £ m ;
(a;b)
ÔÓS > 0
g(x) ≥ m,"x Œ(a;b) ¤ min g(x) ≥ m
(a;b)
B. Một số dạng câu hỏi thƣờng gặp
1. Tìm điều kiện để hàm số y = f (x) đơn điệu trên tập xác định (hoặc trên từng khoảng
xác định).
• Hàm số f đồng biến trên D ¤ y¢ ≥ 0,"x Œ D
thuộc D.
và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu hạn điểm
• Hàm số f nghịch biến trên D ¤ y¢ £ 0,"x Œ D
thuộc D.
• Nếu y' = ax2
+ bx + c (a ≠ 0) thì:
và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu hạn điểm
+ y' ≥ 0,"x Œ R ¤
Ïa > 0
Ó
+ y' £ 0,"x Œ R ¤
Ïa < 0
Ó
2. Tìm điều kiện để hàm số y = f (x) = ax3
+ bx2
+ cx + d
Ta có: y¢ = f ¢(x) = 3ax2
+ 2bx + c .
đơn điệu trên khoảng (a ;b ) .
a) Hàm số f đồng biến trên (a ;b )
hạn điểm thuộc (a ;b ) .
Trường hợp 1:
¤ y¢ ≥ 0,"x Œ(a ;b ) và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu
• Nếu bất phương trình f ¢(x) ≥ 0 ¤ h(m) ≥ g(x) (*)
thì f đồng biến trên (a ;b ) ¤ h(m) ≥ max g(x)
(a ;b )
Trang 2 www.MATHVN.com
Ì
Ì
Ì
Ì
Ó
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
• Nếu bất phương trình f ¢(x) ≥ 0 ¤ h(m) £ g(x) (**)
thì f đồng biến trên (a ;b ) ¤ h(m) £ min g(x)
(a ;b )
Trường hợp 2: Nếu bất phương trình f ¢(x) ≥ 0 không đưa được về dạng (*) thì đặt t = x -a .
Khi đó ta có: y¢ = g(t) = 3at2
+ 2(3aa + b)t + 3aa2
+2ba + c .
Ŕ Hàm số f đồng biến trên khoảng (-•;a) ¤ g(t) ≥ 0,"t < 0 ¤
Ïa > 0
⁄D £ 0
Ïa > 0
ÔD > 0ÌS > 0
Ó Ô
ÔÓP ≥ 0
Ïa > 0
Ŕ Hàm số f đồng biến trên khoảng (a;+•) ¤ g(t) ≥ 0,"t > 0 ¤
Ïa > 0
⁄D £ 0
ÔD > 0ÌS < 0
b) Hàm số f nghịch biến trên (a ;b )
hạn điểm thuộc (a ;b ) .
Trường hợp 1:
Ó Ô
ÔÓP ≥ 0
¤ y¢ ≥ 0,"x Œ(a ;b ) và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu
• Nếu bất phương trình f ¢(x) £ 0 ¤ h(m) ≥ g(x) (*)
thì f nghịch biến trên (a ;b ) ¤ h(m) ≥ max g(x)
(a ;b )
• Nếu bất phương trình f ¢(x) ≥ 0 ¤ h(m) £ g(x) (**)
thì f nghịch biến trên (a ;b ) ¤ h(m) £ min g(x)
(a ;b )
Trường hợp 2: Nếu bất phương trình f ¢(x) £ 0 không đưa được về dạng (*) thì đặt t = x -a .
Khi đó ta có: y¢ = g(t) = 3at2
+ 2(3aa + b)t + 3aa2
+2ba + c .
Ŕ Hàm số f nghịch biến trên khoảng (-•;a) ¤ g(t) £ 0,"t < 0 ¤
Ïa < 0
⁄D £ 0
Ïa < 0
ÔD > 0ÌS > 0
Ó Ô
ÔÓP ≥ 0
Ïa < 0
Ŕ Hàm số f nghịch biến trên khoảng (a;+•) ¤ g(t) £ 0,"t > 0 ¤
Ïa < 0
⁄D £ 0
ÔD > 0ÌS < 0
3. Tìm điều kiện để hàm số y = f (x) = ax3
+ bx2
+ cx + d
bằng k cho trƣớc.
Ó Ô
ÔÓP ≥
0
đơn điệu trên khoảng có độ dài
Ïa ≠ 0
• f đơn điệu trên khoảng (x1; x2 ) ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2
2 2
¤ Ì
D > 0
(1)
• Biến đổi x1 - x2 = d thành (x1 + x2 ) - 4x1x2 = d (2)
• Sử dụng định lí Viet đưa (2) thành phương trình theo m.
• Giải phương trình, so với điều kiện (1) để chọn nghiệm.
2
4. Tìm điều kiện để hàm số
a) Đồng biến trên (-•;a) .
b) Đồng biến trên (a;+•).
y =
ax + bx + c
dx + e
(2), (a,d ≠ 0)
Trang 3 www.MATHVN.com
c) Đồng biến trên (a;b ) .
2
Tập xác định: D = R 
Ï-e¸
, y' =
adx + 2aex + be - dc
=
f (x)
Ì
d
˝ 2 2
Ó ˛ (dx + e) (dx + e)
Trƣờng hợp 1 Trƣờng hợp 2
Nếu: f (x) ≥ 0 ¤ g(x) ≥ h(m) (i) Nếu bpt: f (x) ≥ 0 không đưa được về dạng (i)
thì ta đặt: t = x -a .
Khi đó bpt: f (x) ≥ 0 trở thành: g(t) ≥ 0 , với:
g(t) = adt2
+ 2a(da + e)t + ada2
+ 2aea + be - dc
a) (2) đồng biến trên khoảng (-•;a)
Ï-e
aÌ d
ÔÓg(x) ≥ h(m),"x < a
Ï-e
≥a¤
Ô
d
Ì
Ôh(m) £ min g(x)
Ó (-•;a ]
a) (2) đồng biến trên khoảng (-•;a)
Ï-e
Ì d
ÔÓg(t) ≥ 0,"t < 0 (ii)
Ïa > 0
(ii) ¤
Ïa > 0 ⁄
ÔD > 0ÌD £ 0 ÌS > 0
Ó Ô
ÔÓP ≥
0b) (2) đồng biến trên khoảng (a;+•)
Ï-e
aÌ d
ÔÓg(x) ≥ h(m),"x > a
Ï-e
£ a¤
Ô
d
Ì
Ôh(m) £ min g(x)
Ó [a ;+•)
b) (2) đồng biến trên khoảng (a;+•)
Ï-e
Ì d
ÔÓg(t) ≥ 0,"t > 0 (iii)
Ïa > 0
(iii) ¤
Ïa > 0
⁄
ÔD > 0ÌD £ 0 ÌS < 0
Ó Ô
ÔÓP ≥
0c) (2) đồng biến trên khoảng (a;b )
Ï-e
œ(a;b )
¤ Ô
Ì d
ÔÓg(x) ≥ h(m),"x Œ(a;b )
Ï-e
œ(a;b )¤
Ô
d
Ì
Ôh(m) £ min g(x)
Ó [a ;b ]
ax2
+ bx + c
5. Tìm điều kiện để hàm số y = (2), (a,d ≠ 0)
dx + e
a) Nghịch biến trên (-•;a) .
b) Nghịch biến trên (a;+•).
c) Nghịch biến trên (a;b ) .
2
Tập xác định: D = R 
Ï-e¸
, y' =
adx + 2aex + be - dc
=
f (x)
Ì
d
˝ 2 2
Ó ˛ (dx + e) (dx + e)
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
¤
Ô ≥ ¤
Ô ≥a
¤
Ô £ ¤
Ô £ a
Trang 4 www.MATHVN.com
Trƣờng hợp 1 Trƣờng hợp 2
Nếu f (x) £ 0 ¤ g(x) ≥ h(m) (i) Nếu bpt: f (x) ≥ 0 không đưa được về dạng (i)
thì ta đặt: t = x -a .
Khi đó bpt: f (x) £ 0 trở thành: g(t) £ 0 , với:
g(t) = adt2
+ 2a(da + e)t + ada2
+ 2aea + be - dc
a) (2) nghịch biến trên khoảng (-•;a)
Ï-e
aÌ d
ÔÓg(x) ≥ h(m),"x < a
Ï-e
≥a¤
Ô
d
Ì
Ôh(m) £ min g(x)
Ó (-•;a ]
a) (2) đồng biến trên khoảng (-•;a)
Ï-e
Ì d
ÔÓg(t) £ 0,"t < 0 (ii)
Ïa < 0
(ii) ¤
Ïa < 0 ⁄
ÔD > 0ÌD £ 0 ÌS > 0
Ó Ô
ÔÓP ≥
0b) (2) nghịch biến trên khoảng (a;+•)
Ï-e
aÌ d
ÔÓg(x) ≥ h(m),"x > a
Ï-e
£ a¤
Ô
d
Ì
Ôh(m) £ min g(x)
Ó [a ;+•)
b) (2) đồng biến trên khoảng (a;+•)
Ï-e
Ì d
ÔÓg(t) £ 0,"t > 0 (iii)
Ïa < 0
(iii) ¤
Ïa < 0
⁄
ÔD > 0ÌD £ 0 ÌS < 0
Ó Ô
ÔÓP ≥
0c) (2) đồng biến trong khoảng (a;b )
Ï-e
œ(a;b )
¤ Ô
Ì d
ÔÓg(x) ≥ h(m),"x Œ(a;b )
Ï-e
œ(a;b )¤
Ô
d
Ì
Ôh(m) £ min g(x)
Ó [a ;b ]
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
¤
Ô ≥ ¤
Ô ≥a
¤
Ô £ ¤
Ô £ a
Trang 5 www.MATHVN.com
Ì Ì
Î
2 4
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
Câu 1. Cho hàm số y =
1
(m -1)x3
+ mx2
+(3m - 2)x
3
(1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số (1) khi m = 2 .
2) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số (1) đồng biến trên tập xác định của nó.
• Tập xác định: D = R. y ¢= (m -1)x2
+ 2mx + 3m - 2 .
(1) đồng biến trên R ¤ y ¢≥ 0, "x ¤ m ≥ 2
Câu 2. Cho hàm số y = x3
+ 3x2
- mx - 4 (1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 0 .
2) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số (1) đồng biến trên khoảng (-•;0).
• Tập xác định: D = R. y ¢= 3x2
+ 6x - m . y¢ có D¢ = 3(m + 3) .
+ Nếu m £ -3 thì D¢ £ 0 fi y¢ ≥ 0,"x fi hàm số đồng biến trên R fi m £ -3 thoả YCBT.
+ Nếu m > -3 thì D¢ > 0 fi PT y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 (x1 < x2 ) . Khi đó hàm số
đồng biến trên các khoảng (-•;x1),(x2; +•) .
Do đó hàm số đồng biến trên khoảng (-•;0) ¤ 0 £ x1 < x2
Vậy: m £ -3.
ÏD¢ > 0
¤
Ô
P ≥ 0
ÔÓS >
0
Ïm > -3
¤
Ô
-m ≥ 0
ÔÓ-2 >
0
(VN)
Câu 3. Cho hàm số y = 2x3
-3(2m +1)x2
+ 6m(m +1)x +1 có đồ thị (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0.
2) Tìm m để hàm số đồng biến trên khoảng (2;+•)
• Tập xác định: D = R. y' = 6x2
- 6(2m +1)x + 6m(m +1) có D = (2m +1)2
- 4(m2
+ m) =1 > 0
y' = 0 ¤
Èx = m
Íx = m +1
. Hàm số đồng biến trên các khoảng (-•;m), (m +1;+•)
Do đó: hàm số đồng biến trên (2;+•) ¤ m +1£ 2 ¤ m £ 1
Câu 4. Cho hàm số y = x3
+ (1- 2m)x2
+ (2 - m)x + m + 2 .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để hàm đồng biến trên khoảng K = (0;+•) .
• Hàm đồng biến trên (0;+•) ¤ y ¢= 3x2
+ 2(1- 2m)x + (2 - m) ≥ 0 với "x Œ(0;+•)
2
¤ f (x) =
3x
2
+ 2x + 2
≥ m4x +1
với "x Œ(0;+•)
Ta có: f ¢(x) =
6(2x + x -1)
= 0 ¤ 2x2
+ x -1 = 0 ¤ x = -1; x =
1
(4x +1)2 2
Lập BBT của hàm f (x) trên (0;+•), từ đó ta đi đến kết luận: f
Ê 1 ˆ
≥ m ¤
5
≥ m .
Á ˜
Ë ¯
Câu hỏi tương tự:
a) y =
1
(m +1)x3
-(2m -1)x2
+ 3(2m -1)x +1
3
(m ≠ -1), K = (-•;-1). ĐS: m ≥
4
11
b) y =
1
(m +1)x3
-(2m -1)x2
+ 3(2m -1)x +1
3
c) y =
1
(m +1)x3
-(2m -1)x2
+ 3(2m -1)x +1
3
(m ≠ -1), K = (1;+•). ĐS: m ≥ 0
(m ≠ -1), K = (-1;1) . ĐS: m ≥
1
2
Trang 6 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
Câu 5. Cho hàm số y =
1
(m2
-1)x3
+ (m -1)x2
- 2x +1 (1) (m ≠ ±1) .
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 0.
2) Tìm m để hàm nghịch biến trên khoảng K = (-•;2) .
• Tập xác định: D = R; y¢ = (m2
-1)x2
+2(m -1)x - 2 .
Đặt t = x Ŕ2 ta được: y¢ = g(t) = (m2
-1)t2
+ (4m2
+ 2m - 6)t + 4m2
+ 4m -10
Hàm số (1) nghịch biến trong khoảng (-•;2) ¤ g(t) £ 0, "t < 0
Ïm2
-1< 0
Ïa < 0 Ô 2
Ïa < 0 ÏÔm2
-1< 0 ÔD > 0 Ô3m - 2m -1> 0
TH1: ÌD £ 0
¤ Ì 2
TH2: ÌS > 0
¤ Ì4m2 + 4m -10 £ 0
Ó ÔÓ3m - 2m -1£ 0 Ô Ô-2m -3ÔÓP ≥ 0 Ô > 0
ÔÓ m +1
Vậy: Với
-1
£ m <1 thì hàm số (1) nghịch biến trong khoảng (-•;2).
3
Câu 6. Cho hàm số y =
1
(m2
-1)x3
+ (m -1)x2
- 2x +1 (1) (m ≠ ±1) .
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 0.
2) Tìm m để hàm nghịch biến trên khoảng K = (2;+•) .
• Tập xác định: D = R; y¢ = (m2
-1)x2
+2(m -1)x - 2 .
Đặt t = x Ŕ2 ta được: y¢ = g(t) = (m2
-1)t2
+ (4m2
+ 2m - 6)t + 4m2
+ 4m -10
Hàm số (1) nghịch biến trong khoảng (2;+•) ¤ g(t) £ 0, "t > 0
Ïm2
-1< 0
Ïa < 0 Ô 2
Ïa < 0 ÏÔm2
-1< 0 ÔD > 0 Ô3m - 2m -1> 0
TH1: ÌD £ 0
¤ Ì 2
TH2: ÌS < 0
¤ Ì4m2 + 4m -10 £ 0
Ó ÔÓ3m - 2m -1£ 0 Ô Ô-2m -3ÔÓP ≥ 0 Ô < 0
ÔÓ m +1
Vậy: Với -1< m <1 thì hàm số (1) nghịch biến trong khoảng (2;+•)
Câu 7. Cho hàm số y = x3
+ 3x2
+ mx + m (1), (m là tham số).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 3.
2) Tìm m để hàm số (1) nghịch biến trên đoạn có độ dài bằng 1.
• Ta có y' = 3x2
+ 6x + m có D¢ = 9 - 3m .
+ Nếu m ≥ 3 thì y¢ ≥ 0,"x Œ R fi hàm số đồng biến trên R fi m ≥ 3 không thoả mãn.
+ Nếu m < 3 thì y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 (x1 < x2 ) . Hàm số nghịch biến trên đoạn
ÈÎx ;x ˘ với độ dài l = x - x . Ta có: x + x = -2; x x =
m
.
1 2 ˚ 1 2 1 2 1 2
3
YCBT ¤ l =1 ¤ x - x =1 ¤ (x + x )2
- 4x x =1 ¤ m =
9
.
1 2 1 2 1 2
4
Câu 8. Cho hàm số y = -2x3
+ 3mx2
-1 (1).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm các giá trị của m để hàm số (1) đồng biến trong khoảng (x1; x2 ) với x2 - x1 =1.
• y' = -6x2
+ 6mx , y' = 0 ¤ x = 0 ⁄ x = m .
+ Nếu m = 0 fi y¢ £ 0,"x Œ° fi hàm số nghịch biến trên ° fi m = 0 không thoả YCBT.
Trang 7 www.MATHVN.com
Í(x ;x ) = (m;0) Í0 - m =1
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
+ Nếu m ≠ 0 , y¢ ≥ 0,"x Œ(0;m) khi m > 0 hoặc y¢ ≥ 0,"x Œ(m;0) khi m < 0 .
Vậy hàm số đồng biến trong khoảng (x1; x2 ) với x2 - x1 =1
¤
È(x1;x2 ) = (0;m)
và x
Î 1 2
2 - x1 =1 ¤
Èm - 0 =1
¤ m = ±1.
Î
Câu 9. Cho hàm số y = x4
- 2mx2
-3m +1 (1), (m là tham số).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1.
2) Tìm m để hàm số (1) đồng biến trên khoảng (1; 2).
• Ta có y' = 4x3
- 4mx = 4x(x2
- m)
+ m £ 0 , y ¢≥ 0,"x Œ(0;+•) fi m £ 0 thoả mãn.
+ m > 0 , y ¢= 0 có 3 nghiệm phân biệt: - m, 0, m .
Hàm số (1) đồng biến trên (1; 2) ¤ m £ 1
Câu hỏi tương tự:
¤ 0 < m £ 1. Vậy mŒ(-•;1˘˚ .
a) Với y = x4
- 2(m -1)x2
+ m - 2 ; y đồng biến trên khoảng (1;3) . ĐS: m £ 2 .
Câu 10. Cho hàm số y =
mx + 4
x + m
(1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = -1.
2) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số (1) nghịch biến trên khoảng (-•;1) .
2
• Tập xác định: D = R  {–m}. y ¢=
m
-4
.
(x + m)2
Hàm số nghịch biến trên từng khoảng xác định ¤ y ¢< 0 ¤ -2 < m < 2
Để hàm số (1) nghịch biến trên khoảng (-•;1) thì ta phải có -m ≥1 ¤ m £ -1
Kết hợp (1) và (2) ta được: -2 < m £ -1.
(1)
(2)
2 2
-3 +
Câu 11. Cho hàm số y =
x x m
x -1
(2).
Tìm m để hàm số (2) đồng biến trên khoảng (-•;-1) .
2
• Tập xác định: D = R  {1}. y' =
2x
-4x + 3- m
=
(x -1)2
f (x)
.
(x -1)2
Ta có: f (x) ≥ 0 ¤ m £ 2x2
- 4x + 3. Đặt g(x) = 2x2
- 4x + 3 fi g'(x) = 4x - 4
Hàm số (2) đồng biến trên (-•;-1) ¤ y' ≥ 0, "x Œ(-•;-1) ¤ m £ min
(-•;-1]
g(x)
Dựa vào BBT của hàm số g(x), "x Œ(-•;-1] ta suy ra m £ 9 .
Vậy m £ 9 thì hàm số (2) đồng biến trên (-•;-1)
2 2
-3 +
Câu 12. Cho hàm số y =
x x m
x -1
(2).
Tìm m để hàm số (2) đồng biến trên khoảng (2;+•).
2
• Tập xác định: D = R  {1}. y' =
2x
-4x + 3- m
=
(x -1)2
f (x)
.
(x -1)2
Ta có: f (x) ≥ 0 ¤ m £ 2x2
- 4x + 3. Đặt g(x) = 2x2
- 4x + 3 fi g'(x) = 4x - 4
Hàm số (2) đồng biến trên (2;+•) ¤ y' ≥ 0, "x Œ(2;+•) ¤ m £ min g(x)
[2;+•)
Trang 8 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
Dựa vào BBT của hàm số g(x), "x Œ(-•;-1] ta suy ra m £ 3 .
Vậy m £ 3 thì hàm số (2) đồng biến trên (2;+•).
2x2
-3x + m
Câu 13. Cho hàm số y = (2).
x -1
Tìm m để hàm số (2) đồng biến trên khoảng (1;2) .
2x2
- 4x + 3- m f (x)
• Tập xác định: D = R  {1}. y' = = .
(x -1)2
(x -1)2
Ta có: f (x) ≥ 0 ¤ m £ 2x2
- 4x + 3. Đặt g(x) = 2x2
- 4x + 3 fi g'(x) = 4x - 4
Hàm số (2) đồng biến trên (1;2) ¤ y' ≥ 0, "x Œ(1;2) ¤ m £ min g(x)
[1;2]
Dựa vào BBT của hàm số g(x), "x Œ(-•;-1] ta suy ra m £ 1.
Vậy m £ 1 thì hàm số (2) đồng biến trên (1;2) .
x2
- 2mx + 3m2
Câu 14. Cho hàm số y = (2).
2m - x
Tìm m để hàm số (2) nghịch biến trên khoảng (-•;1) .
-x2
+ 4mx - m2
f (x)
• Tập xác định: D = R  {2m} . y' = = .Đặt t = x -1.
(x - 2m)2
(x - 2m)2
Khi đó bpt: f (x) £ 0 trở thành: g(t) = -t2
- 2(1- 2m)t - m2
+ 4m -1£ 0
Hàm số (2) nghịch biến trên (-•;1) ¤ y' £ 0, "x Œ(-•;1) ¤
Ï2m >1
Ì
g(t) £ 0, "t < 0 (i)
Ó
ÈD' = 0 Èm = 0
ÍÏD' > 0 ÍÏm ≠ 0 Èm = 0(i) ¤ ÍÔ
S > 0
¤ ÍÔ
4m - 2 > 0
¤ Í
ÍÌ ÍÌ Îm ≥ 2 + 3
ÎÍÔÓP ≥ 0 ÍÔm2
- 4m +1≥ 0
Î
Ó
Vậy: Với m ≥ 2 + 3 thì hàm số (2) nghịch biến trên (-•;1) .
x2
- 2mx + 3m2
Câu 15. Cho hàm số y = (2).
2m - x
Tìm m để hàm số (2) nghịch biến trên khoảng (1;+•) .
-x2
+ 4mx - m2
f (x)
• Tập xác định: D = R  {2m} . y' = = .Đặt t = x -1.
(x - 2m)2
(x - 2m)2
Khi đó bpt: f (x) £ 0 trở thành: g(t) = -t2
- 2(1- 2m)t - m2
+ 4m -1£ 0
Hàm số (2) nghịch biến trên (1;+•) ¤ y' £ 0, "x Œ(1;+•) ¤
Ï2m <1
Ìg(t) £ 0, "t > 0 (ii)
Ó
ÈD' = 0 Èm = 0
ÍÏD' > 0 ÍÏm ≠ 0
(ii) ¤ ÍÔ
S < 0 ¤ ÍÔ4m - 2 < 0
¤ m £ 2 - 3
ÍÌ ÍÌ
ÍÎÔÓP ≥ 0 ÍÔm2
- 4m +1≥ 0
Î
Ó
Vậy: Với m £ 2 - 3 thì hàm số (2) nghịch biến trên (1;+•)
Trang 9 www.MATHVN.com
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
KSHS 02: CỰC TRỊCỦA HÀM SỐ
Dạng 1: Cực trị của hàm số bậc 3: y = f (x) = ax3
+ bx2
+ cx + d
A. Kiến thức cơ bản
• Hàm số có cực đại, cực tiểu ¤ phương trình y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt.
• Hoành độ x1,x2 của các điểm cực trị là các nghiệm của phương trình y¢ = 0 .
• Để viết phương trình đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu, ta có thể sử dụng
phương pháp tách đạo hàm.
Ŕ Phân tích y = f ¢(x).q(x) + h(x) .
Ŕ Suy ra y1 = h(x1), y2 = h(x2 ) .
Do đó phương trình đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu là: y = h(x) .
• Gọi a là góc giữa hai đường thẳng d : y = k x + b , d : y = k x + b thì tana =
k1
- k2
1 1 1 2 2 2 1+ k k1 2
B. Một số dạng câu hỏi thƣờng gặp
Gọi k là hệ số góc của đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu.
1. Tìm điều kiện để đƣờng thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu song song (vuông
góc) với đƣờng thẳng d : y = px + q .
Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu.
Ŕ Viết phương trình đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu.
Ŕ Giải điều kiện: k = p (hoặc k = -
1
).
p
2. Tìm điều kiện để đƣờng thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu tạo với đƣờng thẳng
d : y = px + q một góc a .
Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu.
Ŕ Viết phương trình đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu.
Ŕ Giải điều kiện:
k - p
= tana . (Đặc biệt nếu d ≡ Ox, thì giải điều kiện: k = tana )
1+ kp
3. Tìm điều kiện để đƣờng thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu cắt hai trục Ox, Oy
tại hai điểm A, B sao cho DIAB có diện tích S cho trƣớc (với I là điểm cho trƣớc).
Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu.
Ŕ Viết phương trình đường thẳng D đi qua các điểm cực đại, cực tiểu.
Ŕ Tìm giao điểm A, B của D với các trục Ox, Oy.
Ŕ Giải điều kiện SDIAB = S .
4. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B sao cho DIAB có diện tích S
cho trƣớc (với I là điểm cho trƣớc).
Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu.
Ŕ Viết phương trình đường thẳng D đi qua các điểm cực đại, cực tiểu.
Ŕ Giải điều kiện SDIAB = S .
5. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B đối xứng qua đƣờng thẳng d
cho trƣớc.
Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu.
Ŕ Viết phương trình đường thẳng D đi qua các điểm cực đại, cực tiểu.
Ŕ Gọi I là trung điểm của AB.
Ŕ Giải điều kiện:
ÏD ^ d
.ÌI Œd
Ó
5. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B cách đều đƣờng thẳng d cho
trƣớc.
Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu.
Trang 10 www.MATHVN.com
Hàm số có cực trị thuộc K1 = (-•;a) Hàm số có cực trị thuộc K2 = (a;+•)
Hàm số có cực trị trên khoảng (-•;a)
¤ f (x) = 0 có nghiệm trên (-•;a) .
¤ g(t) = 0 có nghiệm t < 0
ÈP < 0
ÍÏD' ≥ 0
¤ ÍÔ
S < 0
ÎÍÔÓP ≥ 0
Hàm số có cực trị trên khoảng (a;+•)
¤ f (x) = 0 có nghiệm trên (a;+•) .
¤ g(t) = 0 có nghiệm t > 0
ÈP < 0
ÍÏD' ≥ 0
¤ ÍÔ
S > 0
ÍÎ
ÔÓP ≥ 0
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
Ŕ Giải điều kiện: d(A,d) = d(B,d) .
6. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B và khoảng cách giữa hai
điểm A, B là lớn nhất (nhỏ nhất).
Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu.
Ŕ Tìm toạ độ các điểm cực trị A, B (có thể dùng phương trình đường thẳng qua hai điểm
cực trị).
Ŕ Tính AB. Dùng phương pháp hàm số để tìm GTLN (GTNN) của AB.
7. Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu và hoành độ các điểm cực trị thoả hệ
thức cho trƣớc.
Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu.
Ŕ Phân tích hệ thức để áp dụng định lí Vi-et.
8. Tìm điều kiện để hàm số có cực trị trên khoảng K1 = (-•;a) hoặc K2 = (a;+•) .
y' = f (x) = 3ax2
+ 2bx + c .
Đặt t = x -a . Khi đó: y' = g(t) = 3at2
+ 2(3aa + b)t + 3aa2
+ 2ba + c
ÍÌ ÍÌ
9. Tìm điều kiện để hàm số có hai cực trị x1, x2 thoả:
a) x1 <a < x2 b) x1 < x2 < a c) a < x1 < x2
y' = f (x) = 3ax2
+ 2bx + c .
Đặt t = x -a . Khi đó: y' = g(t) = 3at2
+ 2(3aa + b)t + 3aa2
+ 2ba + c
a) Hàm số có hai cực trị x1,x2 thoả x1 <a < x2
¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t1,t2 thoả t1 < 0 < t2 ¤ P < 0
b) Hàm số có hai cực trị x1,x2 thoả x1 < x2 < a
ÏD' > 0
¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t ,t thoả t < t < 0 ¤
Ô
S < 0
1 2 1 2 Ì
ÔÓP > 0
c) Hàm số có hai cực trị x1, x2 thoả a < x1 < x2
ÏD' > 0
¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t ,t thoả 0 < t < t ¤
Ô
S > 0
1 2 1 2 Ì
ÔÓP > 0
Trang 11 www.MATHVN.com
Á
3 3
˜
Î
Ì
g(-1) = m -3 ≠ 0
Ó
¤
1 2
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
Câu 1. Cho hàm số y = -x3
+ 3mx2
+ 3(1- m2
)x + m3
- m2
(1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1.
2) Viết phương trình đường thẳng qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số (1).
• y ¢= -3x2
+ 6mx + 3(1- m2
) .
PT y ¢= 0 có D =1 > 0, "m
Chia y cho y¢ ta được:
fi Đồ thị hàm số (1) luôn có 2 điểm cực trị (x1; y1), (x2;y2 ).
y =
Ê 1
x -
m ˆ
y ¢+ 2x - m2
+ m
Ë ¯
Khi đó: y = 2x - m2
+ m ; y = 2x -m2
+ m
1 1 2 2
PT đường thẳng qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số (1) là y = 2x - m2
+ m .
Câu 2. Cho hàm số y = x3
+ 3x2
+ mx + m - 2 (m là tham số) có đồ thị là (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m = 3.
2) Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu nằm về hai phía đối với trục hoành.
• PT hoành độ giao điểm của (C) và trục hoành:
x3
+ 3x2
+ mx + m - 2 = 0 (1)
Èx = -1
¤ Íg(x) = x2
+ 2x + m - 2 = 0 (2)
(Cm) có 2 điểm cực trị nằm về 2 phía đối với trục Ox ¤ PT (1) có 3 nghiệm phân biệt
¤ (2) có 2 nghiệm phân biệt khác –1 ¤
ÏD ¢= 3- m > 0
Ó ¤ m < 3
Câu 3. Cho hàm số y = -x3
+ (2m +1)x2
-(m2
-3m + 2)x - 4 (m là tham số) có đồ thị là (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m = 1.
2) Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu nằm về hai phía của trục tung.
• y ¢= -3x2
+ 2(2m +1)x -(m2
-3m + 2) .
(Cm) có các điểm CĐ và CT nằm về hai phía của trục tung ¤ PT y¢ = 0
dấu ¤ 3(m2
-3m + 2) < 0 ¤ 1< m < 2 .
có 2 nghiệm trái
Câu 4. Cho hàm số y =
1
x3
- mx2
+ (2m -1)x -3 (m là tham số) có đồ thị là (Cm).
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m = 2.
2) Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại, cực tiểu nằm về cùng một phía đối với trục tung.
• TXĐ: D = R ; y ¢= x2
- 2mx + 2m -1.
Đồ thị (Cm) có 2 điểm CĐ, CT nằm cùng phía đối với trục tung ¤ y ¢= 0
Ïm ≠ 1
có 2 nghiệm phân
biệt cùng dấu ¤ ÏD¢ = m2
- 2m +1 > 0
Ì
2m -1 > 0
Ô
Ì
m >
1 .
ÔÓ 2
Câu 5. Cho hàm số y = x3
-3x2
- mx + 2 (m là tham số) có đồ thị là (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m = 1.
2) Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu cách đều đường thẳng y = x -1.
• Ta có: y' = 3x2
- 6x - m .
Hàm số có CĐ, CT ¤ y' = 3x2
- 6x - m = 0 có 2 nghiệm phân biệt x ;x
Trang 12 www.MATHVN.com
¤ D' = 9 + 3m > 0 ¤ m > -3 (*)
Trang 12 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
Gọi hai điểm cực trị là A(x1;y1 );B(x2;y2 )
Thực hiện phép chia y cho y¢ ta được: y =
Ê 1
x -
1 ˆ
y'+
Ê 2m
- 2
ˆ
x +
Ê
2 +
m ˆ
Á 3 3 ˜ Á 3 ˜ Á 3 ˜
Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯
fi y = y(x ) =
Ê 2m
- 2
ˆ
x + 2 +
m
; y = y(x ) =
Ê 2m
- 2
ˆ
x + 2 +
m
1 1 Á 3 ˜ 1
3 2 2 Á 3 ˜ 2
3
Ë ¯ Ë ¯
fi Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là D: y =
Ê 2m
- 2
ˆ
x + 2 +
m
Á 3 ˜ 3
Ë ¯
Các điểm cực trị cách đều đường thẳng y = x -1 ¤ xảy ra 1 trong 2 trường hợp:
TH1: Đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị song song hoặc trùng với đường thẳng y = x -1
¤
2m
- 2 =1 ¤ m =
9
(không thỏa (*))
3 2
TH2: Trung điểm I của AB nằm trên đường thẳng y = x -1
¤ y = x -1¤
y1 + y2 =
x1 + x2 -1¤
Ê 2m
- 2
ˆ
(x + x )+ 2
Ê
2 +
m ˆ
= (x + x )- 2
I I
2 2
Á
3
˜ 1 2 Á
3
˜ 1 2
Ë ¯ Ë ¯
¤
Ê 2m
- 2
ˆ
.2 + 2
Ê
2 +
m ˆ
= 0 ¤ m = 0
Á
3
˜ Á
3
˜
Ë ¯ Ë ¯
Vậy các giá trị cần tìm của m là: m = 0 .
Câu 6. Cho hàm số y = x3
-3mx2
+ 4m3
(m là tham số) có đồ thị là (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m = 1.
2) Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu đối xứng nhau qua đường thẳng y = x.
• Ta có: y¢ = 3x2
- 6mx ; y¢ = 0 ¤
Èx = 0
. Để hàm số có cực đại và cực tiểu thì m ≠ 0.
Íx = 2mÎ
uuur
Đồ thị hàm số có hai điểm cực trị là: A(0; 4m3
), B(2m; 0) fi AB = (2m;-4m3
)
Trung điểm của đoạn AB là I(m; 2m3
)
A, B đối xứng nhau qua đường thẳng d: y = x ¤
ÏAB ^ d
¤
ÏÔ2m - 4m3
= 0
¤
2
ÌI Œd Ì 3
m = ±
Ó ÔÓ2m = m 2
Câu 7. Cho hàm số y = -x3
+ 3mx2
-3m -1.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Với giá trị nào của m thì đồ thị hàm số có điểm cực đại và điểm cực tiểu đối xứng với
nhau qua đường thẳng d: x + 8y - 74 = 0 .
• y ¢= -3x2
+ 6mx ; y ¢= 0 ¤ x = 0 ⁄ x = 2m .
Hàm số có CĐ, CT ¤ PT y ¢= 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ m ≠ 0 .uuur
Khi đó 2 điểm cực trị là: A(0;-3m -1), B(2m;4m3
-3m -1) fi AB(2m;4m3
)
Trung điểm I của AB có toạ độ: I(m;2m3
-3m -1)
Đường thẳng d: x + 8y - 74 = 0 có một VTCP u = (8;-1) .
A và B đối xứng với nhau qua d ¤
ÏI Œd
¤
ÏÔmuuur+r8(2m3
- 3m -1)- 74 = 0 ¤Ì
AB ^ d
Ì m = 2
Ó ÔÓAB.u = 0
Câu hỏi tương tự:
a) y = x3
-3x2
+ m2
x + m,d : y =
1
x -
5
. ĐS: m = 0 .
2 2
Câu 8. Cho hàm số y = x3
-3x2
+ mx (1).
Trang 13 www.MATHVN.com
2 3
Ì
Ì
I Œd
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0.
2) Với giá trị nào của m thì đồ thị hàm số (1) có các điểm cực đại và điểm cực tiểu đối xứng
với nhau qua đường thẳng d: x - 2y - 5 = 0 .
• Ta có y = x3
-3x2
+ mx fi y' = 3x2
- 6x + m
Hàm số có cực đại, cực tiểu ¤ y ¢= 0 có hai nghiệm phân biệt ¤ D¢ = 9 -3m > 0 ¤ m < 3Ta có: y =
Ê 1
x -
1 ˆ
y ¢+
Ê 2
m - 2
ˆ
x +
1
m
Á 3 3 ˜ Á 3 ˜ 3
Ë ¯ Ë ¯fi đường thẳng D đi qua các điểm cực trị có phương trình y =
Ê 2
m - 2
ˆ
x +
1
m
Á
3
˜
3
Ë ¯
nên D có hệ số góc k =
2
m - 2 .
1
3
d: x - 2y - 5 = 0 ¤ y =
1
x -
5
2 2
1
fi d có hệ số góc k2 =
2
Để hai điểm cực trị đối xứng qua d thì ta phải có d ^ D
1 Ê 2 ˆ
fi k1k2 = -1 ¤ Á m - 2˜ = -1 ¤ m = 0
Ë ¯
Với m = 0 thì đồ thị có hai điểm cực trị là (0; 0) và (2; –4), nên trung điểm của chúng là
I(1; –2). Ta thấy I Œ d, do đó hai điểm cực trị đối xứng với nhau qua d.
Vậy: m = 0
Câu 9. Cho hàm số y = x3
-3(m +1)x2
+ 9x + m - 2 (1) có đồ thị là (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Với giá trị nào của m thì đồ thị hàm số có điểm cực đại và điểm cực tiểu đối xứng với
nhau qua đường thẳng d: y =
1
x .
2
• y' = 3x2
- 6(m +1)x + 9
Hàm số có CĐ, CT ¤ D' = 9(m +1)2
-3.9 > 0
¤ mŒ(-•;-1- 3)»(-1+ 3;+•)
Ta có y =
Ê 1
x -
m +1ˆ
y ¢- 2(m2
+ 2m - 2)x + 4m +1
Á 3 3 ˜
Ë ¯
Giả sử các điểm cực đại và cực tiểu là A(x1;y1), B(x2; y2 ), I là trung điểm của AB.
fi y = -2(m2
+ 2m - 2)x + 4m +1; y = -2(m2
+ 2m - 2)x + 4m +1
1 1 2 2
và:
Ïx1 + x2 = 2(m +1)
Óx1.x2 = 3
Vậy đường thẳng đi qua hai điểm cực đại và cực tiểu là y = -2(m2
+ 2m - 2)x + 4m +1
A, B đối xứng qua (d): y =
1
x
2 ¤
ÏAB ^ d
Ó
¤ m = 1.
Câu 10. Cho hàm số y = x3
-3(m +1)x2
+ 9x - m , với m là tham số thực.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số đã cho ứng với m = 1.
2) Xác định m để hàm số đã cho đạt cực trị tại x1, x2
• Ta có y' = 3x2
- 6(m +1)x + 9. sao cho x1 - x2 £ 2 .
+ Hàm số đạt cực đại, cực tiểu tại x1, x2
¤ PT y' = 0 có hai nghiệm phân biệt x1, x2
¤ PT x2
- 2(m +1)x + 3 = 0
có hai nghiệm phân biệt là x1, x2 .
Trang 14 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
¤ D' = (m +1)2
-3 > 0 ¤
Èm > -1+ 3
(1)
Í
Îm < -1- 3
+ Theo định lý Viet ta có x1 + x2 = 2(m +1); x1x2 = 3. Khi đó:
x - x £ 2 ¤ (x + x )2
- 4x x £ 4 ¤ 4(m +1)2
-12 £ 4 ¤ (m +1)2
£ 4 ¤ -3 £ m £ 1 (2)1 2 1 2 1 2
+ Từ (1) và (2) suy ra giá trị của m cần tìm là -3 £ m < -1- 3 và -1+ 3 < m £ 1.
Câu 11. Cho hàm số y = x3
+ (1- 2m)x2
+ (2 - m)x + m + 2 , với m là tham số thực.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số đã cho ứng với m = 1.
2) Xác định m để hàm số đã cho đạt cực trị tại x , x sao cho x - x >
1
.
1 2 1 2
3
• Ta có: y' = 3x2
+ 2(1- 2m)x + (2 - m)
Hàm số có CĐ, CT ¤ y' = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 (giả sử x1 < x2 )
2 2
È
m >
5
¤ D' = (1- 2m) -3(2 - m) = 4m - m - 5 > 0 ¤ Í 4 (*)Ím < -1
Î
Hàm số đạt cực trị tại các điểm x ,x . Khi đó ta có: x + x = -
2(1- 2m)
; x x =
2 - m
1 2 1 2
3 1 2
3
x - x >
1
¤ (x - x )
2
= (x + x )
2
- 4x x >
1
1 2
3 1 2 1 2 1 2
9
¤ 4(1- 2m)2
- 4(2 - m) >1 ¤ 16m2
-12m - 5 > 0 ¤ m >
3+ 29
⁄ m <
3- 29
8 8
Kết hợp (*), ta suy ra m >
3+ 29
⁄ m < -1
8
Câu 12. Cho hàm số y =
1
x3
- mx2
+ mx -1, với m là tham số thực.
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số đã cho ứng với m = 1.
2) Xác định m để hàm số đã cho đạt cực trị tại x1, x2 sao cho x1 - x2 ≥ 8.
• Ta có: y' = x2
- 2mx + m .
Hàm số có CĐ, CT ¤ y' = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 (giả sử x1 < x2 )
¤ D¢ = m2
- m > 0 ¤
Èm < 0
(*). Khi đó: x + x = 2m, x x = m .Ím >1 1 2 1 2
Î
È
m £
1- 65
Í
x - x ≥ 8 ¤ (x - x )2
≥ 64 ¤ m2
- m -16 ≥ 0 ¤ Í 2 (thoả (*))
1 2 1 2
Í 1+ 65
ÍÎ
m ≥
2
Câu 13. Cho hàm số y =
1
x3
-(m -1)x2
+ 3(m - 2)x +
1
, với m là tham số thực.
3 3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số đã cho ứng với m = 2 .
2) Xác định m để hàm số đã cho đạt cực trị tại x1, x2 sao cho x1 + 2x2 =1.
• Ta có: y ¢= x2
- 2(m -1)x + 3(m - 2)
Hàm số có cực đại và cực tiểu ¤ y ¢= 0 có hai nghiệm phân biệt x1, x2
¤ D¢ > 0 ¤ m2
- 5m + 7 > 0 (luôn đúng với "m)
Trang 15 www.MATHVN.com
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
Khi đó ta có:
Ïx1 + x2 = 2(m -1)
¤
ÏÔx2 = 3- 2m
Ì Ì
Óx1x2 = 3(m - 2) ÔÓx2 (1- 2x2 )= 3(m - 2)
¤ 8m2
+16m - 9 = 0 ¤ m =
-4 ± 34
.
4
Câu 14. Cho hàm số y = 4x3
+ mx2
-3x .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0.
2) Tìm m để hàm số có hai điểm cực trị x1, x2 thỏa x1 = -4x2 .
• y ¢=12x2
+ 2mx -3 . Ta có: D¢ = m2
+ 36 > 0, "m fi hàm số luôn có 2 cực trị x , x .1 2
Khi đó:
Ï
x = -4x ; x + x = -
m
; x x
1
fi m
9
Ì 1 2 1 2 1 2 = - = ±
Ó 6 4 2
Câu hỏi tương tự:
a) y = x3
+ 3x2
+ mx +1; x + 2x = 3 ĐS: m = -105 .
1 2
Câu 15. Cho hàm số y =
1
x3
- ax2
-3ax + 4 (1) (a là tham số).
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi a = 1.
2) Tìm a để hàm số (1) đạt cực trị tại x1 , x2 phân biệt và thoả mãn điều kiện:
x 2
+ 2ax + 9a a2
1 2 + = 2 (2)
a2
x 2
+ 2ax + 9a2 1
• y¢ = x2
- 2ax -3a . Hàm số có CĐ, CT ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x , x
1 2
¤ D = 4a2
+12a > 0 ¤
Èa < -3
(*). Khi đó x + x = 2a , x x = -3a .
Ía > 0 1 2 1 2
Î
Ta có: x 2
+ 2ax + 9a = 2a(x + x )+12a = 4a2
+12a > 01 2 1 2
Tương tự: x 2
+ 2ax + 9a = 4a2
+12a > 0
2 1
4a2
+12a a2
4a2
+12a
Do đó: (2) ¤ + = 2 ¤ = 1 ¤ 3a(a + 4)= 0 ¤ a = -4
a2
4a2
+12a a2
Câu 16. Cho hàm số y = 2x3
+ 9mx2
+12m2
x +1 (m là tham số).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = Ŕ1.
2) Tìm các giá trị của m để hàm số có cực đại tại xCĐ, cực tiểu tại xCT thỏa mãn: x2
= x .
CÑ CT
• Ta có: y¢ = 6x2
+18mx +12m2
= 6(x2
+ 3mx + 2m2
)
Hàm số có CĐ và CT ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x ,x ¤ D = m2
> 0 ¤ m ≠ 01 2
Khi đó: x =
1
(-3m - m ), x =
1
(-3m + m ).
1
2 2
2
Dựa vào bảng xét dấu y¢, suy ra xCÑ = x1, xCT = x22
Do đó: x2
= x ¤
Ê -3m - m ˆ
=
-3m + m
¤ m = -2 .
CÑ CT Á
2
˜
2
Ë ¯
Câu 17. Cho hàm số y = (m + 2)x3
+ 3x2
+ mx - 5 , m là tham số.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 0.
Trang 16 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
2) Tìm các giá trị của m để các điểm cực đại, cực tiểu của đồ thị hàm số đã cho có hoành độ
là các số dương.
• Các điểm cực đại, cực tiểu của đồ thị hàm số đã cho có hoành độ là các số dương
¤ PT y' = 3(m + 2)x2
+ 6x + m = 0 có 2 nghiệm dương phân biệt
Ïa = (m + 2) ≠ 0ÔD' = 9 -3m(m + 2) > 0 ÏD' = -m2
- 2m + 3 > 0 Ï-3 < m <1
Ô¤
Ô
P =
m
> 0 ¤
Ô
m < 0 ¤
Ô
m < 0 ¤ -3 < m < -2
Ì Ì Ì
Ô 3(m + 2) Ôm + 2 < 0 ÓÔm < -2ÔS =
-3
> 0
Ó
ÔÓ m + 2
Câu 18. Cho hàm số y =
1
x3
-
1
mx2
+ (m2
-3)x (1), m là tham số.
3 2
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 0.
2) Tìm các giá trị của m để hàm số (1) có các điểm cực trị x1,x2 với x1 > 0,x2 > 0 và
x2
+ x2
=
5
.
1 2
2
• y¢ = x2
- mx + m2
-3 ; y¢ = 0 ¤ x2
- mx + m2
-3 = 0 (2)
ÏD > 0
ÔP > 0 Ï 3 < m < 2 14YCBT ¤
Ô
S > 0 ¤
Ô
¤ m = .
Ì Ì 14 2Ô 5 Ôm = ±
Ôx2
+ x2
= Ó 2
Ó 1 2
2
Câu 19. Cho hàm số y = x3
+ (1- 2m)x2
+ (2 - m)x + m + 2 (m là tham số) (1).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số (1) khi m = 2.
2) Tìm các giá trị của m để đồ thị hàm số (1) có điểm cực đại, điểm cực tiểu, đồng thời
hoành độ của điểm cực tiểu nhỏ hơn 1.
• y ¢= 3x2
+ 2(1- 2m)x + 2 - m = g(x)
YCBT ¤ phương trình y ¢= 0 có hai nghiệm phân biệt x1, x2 thỏa mãn: x1 < x2 <1.
ÏD¢ = 4m2
- m - 5 > 0
¤ Ôg(1) = -5m + 7 > 0 ¤
5
< m <
7
.
Ì 4 5
ÔS
=
2m -1
< 1
ÔÓ2 3
Câu 20. Cho hàm số y =
m
x3
+ (m - 2)x2
+ (m -1)x + 2 (Cm).
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để hàm số có cực đại tại x1, cực tiểu tại x2 thỏa mãn x1 < x2 <1.
• Ta có: y¢ = mx2
+ 2(m - 2)x + m -1; y¢ = 0 ¤ mx2
+ 2(m - 2)x + m -1 = 0 (1)
Hàm số có CĐ ,CT thỏa mãn x1 < x2 <1 khi m > 0 và (1) có 2 nghiệm phân biệt bé hơn 1
Đặt t = x -1 fi x = t +1, thay vào (1) ta được:
m(t +1)2
+ 2(m - 2)(t +1) + m -1= 0 ¤ mt2
+ 4(m -1)t + 4m - 5 = 0
(1) có 2 nghiệm phân biệt bé hơn 1 ¤ (2) có 2 nghiệm âm phân biệt
Trang 17 www.MATHVN.com
Ô
Í
ÏD' = 4m2
- m - 5 > 0 3m + 5 ≥ 0
Ô
Trần Sĩ Tùng
Ïm > 0
www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
¤
ÔD¢ >
0
5
m
4
ÌP > 0
ÔÓS < 0
¤ < < .
4 3
Câu 21. Cho hàm số y = x3
+ (1- 2m)x2
+ (2 - m)x + m + 2 (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để hàm số có ít nhất 1 điểm cực trị có hoành độ thuộc khoảng (-2;0) .
• Ta có: y¢ = 3x2
+ 2(1- 2m)x + 2 - m; y¢ = 0 ¤ 3x2
+ 2(1- 2m)x + 2 - m = 0 (*)
Hàm số có ít nhất 1 cực trị thuộc (-2;0) ¤ (*) có 2 nghiệm phân biệt x1, x2
và có ít nhất 1
È-2 < x1 < x2 < 0 (1)
nghiệm thuộc (-2;0) ¤ Í-2 < x1 < 0 £ x2
(2)
Ta có: ÍÎx1 £ -2 < x2 < 0 (3)
Ï4m2
- m - 5 > 0
ÏD' = 4m2
- m - 5 > 0
Ô
2m -1
Ô Ô
Ô
x1 + x2 -2 < < 0
Ô 3 10
(1) ¤ Ì
-2 <
2
< 0
¤ Ì 4(2m -1) 2 - m ¤ - < m < -1
Ô(x1 + 2)(x2 + 2)> 0 Ô4 +
3
+
3
> 0 7
Ô Ô
ÔÓx1x2 >
0
Ô2 - m
> 0
ÏD' = 4m2
- m - 5 > 0 [Ô 3
Ï4m2
- m - 5 > 0
Ôm ≥ 2
Ô
f (0)= 2 - m £
0
Ô
2m 1
Ô Ô -
(2) ¤ Ì
(x + 2)+ (x + 2)> 0
¤ Ì
3 > -2 ¤ m ≥ 2
Ô 1 2 Ô
Ô(x1 + 2)(x2 + 2)>
0
Ô2 -
m
4(2m -1)
4 0
Ó + + >
Trang 18 www.MATHVN.com
Ó 3 3
Ï4m2
- m - 5 > 0
Ô
Ô Ô
(3) ¤
Ô f
(
-2)=10 + 6m £ 0
¤
Ô2m -1
0 ¤ -
5
£ m < -1
Ì Ì <
Ôx1 + x2 < 0 Ô 3 3
ÓÔx1x2 >
0
Ô2 - m
> 0
[Ô 3
Tóm lại các giá trị m cần tìm là: mŒ
È
-
5
;-1
ˆ
» È2;+•)
Í 3
˜ Î
Î ¯Câu 22. Cho hàm số y = x3
-3x2
+ 2 (1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1).
2) Tìm điểm M thuộc đường thẳng d: y = 3x - 2 sao tổng khoảng cách từ M tới hai điểm cực
trị nhỏ nhất.
• Các điểm cực trị là: A(0; 2), B(2; –2).
Xét biểu thức g(x,y) = 3x - y - 2 ta có:
g(xA ,yA) = 3xA - yA - 2 = -4 < 0; g(xB ,yB ) = 3xB - yB - 2 = 6 > 0
fi 2 điểm cực đại và cực tiểu nằm về hai phía của đường thẳng d: y = 3x - 2 .
Do đó MA + MB nhỏ nhất ¤ 3 điểm A, M, B thẳng hàng ¤ M là giao điểm của d và AB.
Phương trình đường thẳng AB: y = -2x + 2
Tọa độ điểm M là nghiệm của hệ:
Ïy = 3x - 2
¤
Ï
x =
4
; y =
2
fi M
Ê 4
;
2 ˆ
Ì
y = -2x + 2
Ì
5 5 Á 5 5 ˜
Ó Ó Ë ¯
Trang 18 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
Câu 23. Cho hàm số y = x3
-3mx2
+ 3(m2
-1)x - m3
+ m (1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1.
2) Tìm m để hàm số (1) có cực trị đồng thời khoảng cách từ điểm cực đại của đồ thị hàm số
đến gốc tọa độ O bằng 2 lần khoảng cách từ điểm cực tiểu của đồ thị hàm số đến gốc tọa
độ O.
• Ta có y ¢= 3x2
- 6mx + 3(m2
-1). Hàm số (1) có cực trị ¤ PT y ¢= 0 có 2 nghiệm phân biệt
¤ x2
- 2mx + m2
-1= 0 có 2 nhiệm phân biệt ¤ D =1 > 0,"m
Khi đó: điểm cực đại A(m -1;2 - 2m) và điểm cực tiểu B(m +1;-2 - 2m)
Ta có OA = 2OB ¤ m2
+ 6m +1 = 0 ¤
Èm = -3+ 2 2
.
Í
Îm = -3- 2 2
Câu 24. Cho hàm số y = x3
-3x2
- mx + 2 có đồ thị là (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để (Cm) có các điểm cực đại, cực tiểu và đường thẳng đi qua các điểm cực trị song
song với đường thẳng d: y = -4x + 3.
• Ta có: y' = 3x2
- 6x - m . Hàm số có CĐ, CT ¤ y' = 0 có 2 nghiệm phân biệt x ,x
1 2
¤ D' = 9 + 3m > 0 ¤ m > -3 (*)
Gọi hai điểm cực trị là A(x1;y1 );B(x2;y2 )
Thực hiện phép chia y cho y¢ ta được: y =
Ê 1
x -
1 ˆ
y'-
Ê 2m
+ 2
ˆ
x +
Ê
2 -
m ˆ
Á 3 3 ˜ Á 3 ˜ Á 3 ˜
Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯
fi y = y(x )= -
Ê 2m
+ 2
ˆ
x +
Ê
2 -
m ˆ
; y = y(x )= -
Ê 2m
+ 2
ˆ
x +
Ê
2 -
m ˆ
1 1 Á
3
˜ 1 Á
3
˜ 2 2 Á
3
˜ 2 Á
3
˜
Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯
fi Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là D: y = -
Ê 2m
+ 2
ˆ
x +
Ê
2 -
m ˆ
Á 3 ˜ Á 3 ˜
Ë ¯ Ë ¯Ï
-
Ê 2m
+ 2
ˆ
= -4
Ô Á ˜
D // d: y = -4x + 3 ¤
Ô Ë 3 ¯ ¤ m = 3 (thỏa mãn (*))
Ì
ÔÊ
2 -
m ˆ
≠ 3
ÔÁ 3 ˜
ÓË ¯
Câu hỏi tương tự:
a) y =
1
x3
- mx2
+ (5m - 4)x + 2 , d :8x + 3y + 9 = 0 ĐS: m = 0; m = 5 .
3
Câu 25. Cho hàm số y = x3
+ mx2
+ 7x + 3 có đồ thị là (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 5.
2) Tìm m để (Cm) có các điểm cực đại, cực tiểu và đường thẳng đi qua các điểm cực trị
vuông góc với đường thẳng d: y = 3x - 7 .
• Ta có: y' = 3x2
+ 2mx + 7. Hàm số có CĐ, CT ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x ,x .
1 2
¤ D' = m2
- 21 > 0 ¤ m > 21 (*)
Gọi hai điểm cực trị là A(x1;y1 );B(x2;y2 )
Thực hiện phép chia y cho y¢ ta được: y =
Ê 1
x +
1 ˆ
y'+
2
(21- m2
)x +
Ê
3 -
7m ˆ
Á 3 9 ˜ 9 Á 9 ˜
Ë ¯ Ë ¯
fi y = y(x ) =
2
(21- m2
)x +
Ê
3-
7m ˆ
; y = y(x ) =
2
(21- m2
)x +
Ê
3-
7m ˆ
1 1
9 1 Á 9 ˜ 2 2
9 2 Á 9 ˜
Ë ¯ Ë ¯
Trang 19 www.MATHVN.com
1 2
= -
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
fi Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là D: y =
2
(21- m2
)x + 3 -
7m
9 9
Ï m > 21
D ^ d: y = -4x + 3¤
Ô
2
¤ m
3 10
.
Ì
(21- m2
).3 = -1
= ±
2
ÔÓ9
Câu 26. Cho hàm số y = x3
-3x2
- mx + 2 có đồ thị là (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để (Cm) có các điểm cực đại, cực tiểu và đường thẳng đi qua các điểm cực trị tạo
với đường thẳng d: x + 4y - 5 = 0 một góc a = 450
.
• Ta có: y' = 3x2
- 6x - m . Hàm số có CĐ, CT ¤ y' = 0 có 2 nghiệm phân biệt x ;x
¤ D' = 9 + 3m > 0 ¤ m > -3 (*)
Gọi hai điểm cực trị là A(x1;y1 );B(x2;y2 )
Thực hiện phép chia y cho y¢ ta được: y =
Ê 1
x -
1 ˆ
y'-
Ê 2m
+ 2
ˆ
x +
Ê
2 -
m ˆ
Á 3 3 ˜ Á 3 ˜ Á 3 ˜
Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯
fi y = y(x )= -
Ê 2m
+ 2
ˆ
x +
Ê
2 -
m ˆ
; y = y(x )= -
Ê 2m
+ 2
ˆ
x +
Ê
2 -
m ˆ
1 1 Á 3 ˜ 1 Á
3
˜ 2 2 Á
3
˜ 2 Á
3
˜
Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯fi Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là D: y = -
Ê 2m
+ 2
ˆ
x +
Ê
2 -
m ˆ
Á 3 ˜ Á 3 ˜
Đặt k = -
Ê 2m
+ 2
ˆ
. Đường thẳng d: x + 4y - 5 = 0 Ë ¯ Ë ¯
có hệ số góc bằng -
1
.
Á 3 ˜ 4
Ë ¯
k +
1
È
k +
1
=1-
1
k
È
k =
3
È
m
39
Í Í Í = -
Ta có: tan 45o
= 4 ¤ Í 4 4 ¤ Í 5 ¤ Í 10
1-
1
k Ík +
1
= -1+
1
k Ík
5 Ím
1
= - = -
4 ÍÎ 4 4 ÍÎ 3 ÍÎ 2
Kết hợp điều kiện (*), suy ra giá trị m cần tìm là: m
1
.
2
Câu hỏi tương tự:
a) y = x3
-3(m -1)x2
+ (2m2
-3m + 2)x - m(m -1) , d : y =
-1
x + 5 , a = 450
. ĐS: m =
3± 15
4 2
Câu 27. Cho hàm số y = x3 -3x2 + 2 (C).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số .
2) Tìm m để đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của (C) tiếp xúc với đường tròn (S) có
phương trình (x - m)2
+ (y - m -1)2
= 5 .
• Phương trình đường thẳng D đi qua hai điểm cực trị 2x + y - 2 = 0 .
(S) có tâm I(m,m +1)
và bán kính R= 5 .
2m + m +1- 2
D tiếp xúc với (S) ¤ = 5 ¤ 3m -1 = 5
5
¤ m = 2; m =
-4
.
3
Trang 20 www.MATHVN.com
Câu 28. Cho hàm số y = x3
-3mx + 2 (Cm ) .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để đường thẳng đi qua điểm cực đại, cực tiểu của(Cm )cắt đường tròn tâm I(1;1) ,
bán kính bằng 1 tại hai điểm phân biệt A, B sao cho diện tích DIAB đạt giá trị lớn nhất .
Trang 20 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
• Ta có y' = 3x2
-3m . Hàm số có CĐ, CT ¤ PT y' = 0 có hai nghiệm phân biệt ¤ m > 0
Vì y =
1
x.y¢- 2mx + 2 nên đường thẳng D đi qua các điểm CĐ, CT của đồ thị hàm số có
3
phương trình là: y = -2mx + 2
2m -1
Ta có d (I,D)= < R =1 (vì m > 0) fi D luôn cắt đường tròn tâm I(1; 1), bán kính R
4m2
+1
= 1 tại 2 điểm A, B phân biệt.
Với m ≠
1
: D không đi qua I, ta có:S =
1
IA.IB.sin AIB £
1
R2
=
1
2 DABI
2 2 2
Nên S đạt GTLN bằng
1
khi sinˆAIB =1 hay DAIB vuông cân tại I ¤ IH =
R
=
1
DIAB
2 2 2
2m -1 1 2 ± 3
¤ = ¤ m = (H là trung điểm của AB)
4m2
+1 2 2
Câu 29. Cho hàm số y = x3
+ 6mx2
+ 9x + 2m (1), với m là tham số thực.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để đồ thị hàm số (1) có hai điểm cực trị sao cho khoảng cách từ gốc toạ độ O đến
đường thẳng đi qua hai điểm cực trị bằng
4
.
5
• Ta có: y¢ = 3x2
+12mx + 9 . Hàm số có 2 điểm cực trị ¤ PT y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt
¤ D' = 4m2
- 3 > 0 ¤ m >
3
hoặc m <
- 3
(*)
2 2
Khi đó ta có: y =
Ê x
+
2m ˆ
.y¢ + (6 -8m2
)x - 4m
Á
3 3
˜
Ë ¯
fi đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị của đồ thị hàm số (1) có PT là: D : y = (6 -8m2
)x - 4m
-4m 4
Èm = ±1
d(O,D) = = ¤ 64m4
-101m2
+ 37 = 0 ¤ Í 37 ¤ m = ±1.
(6 -8m2
)2
+1 5 Í
Ím = ±
8
(loaïi)
Î
Câu 30. Cho hàm số y = x3
-3x2
+ (m - 6)x + m - 2 (1), với m là tham số thực.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 2.
2) Tìm m để đồ thị hàm số (1) có hai điểm cực trị sao cho khoảng cách từ điểm A(1;-4) đến
đường thẳng đi qua hai điểm cực trị bằng
12
.
265
• Ta có: y¢ = 3x2
- 6x + m - 6 . Hàm số có 2 điểm cực trị ¤ PT y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt
¤ D¢ = 32
-3(m - 6) > 0 ¤ m < 9 (*)
Ta có: y =
1
(x -1).y¢ +
Ê 2
m - 6
ˆ
x +
4
m - 43
Á
3
˜
3
Ë ¯
fi PT đường thẳng qua 2 điểm cực trị D: y =
Ê 2
m - 6
ˆ
x +
4
m - 4Á
3
˜
3
Ë ¯
6m -18 12
Èm =1
fi d(A,D) = = ¤ Í 1053 (thoả (*))
4m2
- 72m + 333 265 Ím =
249
Î
Trang 21 www.MATHVN.com
Á
2 4
˜
Í x = -m
Î
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
Câu 31. Cho hàm số y = x3
-3x2
+ mx +1 (1), với m là tham số thực.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0.
2) Tìm m để đồ thị hàm số (1) có hai điểm cực trị sao cho khoảng cách từ điểm I
Ê 1
;
11ˆ
Ë ¯
đến đường thẳng đi qua hai điểm cực trị là lớn nhất.
• Ta có: y¢ = 3x2
- 6x + m . Hàm số có 2 điểm cực trị ¤ PT y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt
¤ D¢ > 0 ¤ m < 3 .
Ta có: y =
Ê x
-
1 ˆ
y¢ +
Ê 2m
- 2
ˆ
x +
m
+1
Á
3 3
˜ Á
3
˜
3
Ë ¯ Ë ¯
fi PT đường thẳng qua hai điểm cực trị là: D : y =
Ê 2m
- 2
ˆ
x +
m
+1.
Á
3
˜
3
Ë ¯
Ê 1 ˆ uur Ê 3 ˆ
Dễ dàng tìm được điểm cố định của D là A - ;2 . AI = 1; .
Á
2
˜ Á ˜
Ë ¯
Gọi H là hình chiếu vuông góc của I trên D.
Ta có d(I,D) = IH £ IA . Dấu "=" xảy ra ¤ IA ^ D
Ë 4 ¯
¤ 1+
Ê 2m
- 2
ˆ
.
3
= 0 ¤ m =1.
Á
3
˜
4
Vậy max(d(I ,D)) =
5
4
Ë ¯
khi m = 1.
3 2 3 2
Câu 32. Cho hàm số y = x + 3(m +1)x + 3m(m + 2)x + m + 3m (Cm ) .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0.
2) Chứng minh rằng với mọi m, đồ thị (Cm) luôn có 2 điểm cực trị và khoảng cách giữa 2
điểm cực trị là không đổi.
• Ta có: y¢ = 3x2
+ 6(m +1)x + 6m(m + 2) ;
Đồ thị (Cm) có điểm cực đại A(-2 - m;4)
y¢ = 0 ¤
Èx = -2 - m .
Î
và điểm cực tiểu B(-m;0) fi AB = 2 5 .
Câu 33. Cho hàm số y = 2x2
-3(m +1)x2
+ 6mx + m3
.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B sao cho AB = 2 .
• Ta có: y¢ = 6(x -1)(x - m) . Hàm số có CĐ, CT ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ m ≠ 1.
Khi đó các điểm cực trị là A(1;m3
+ 3m -1),B(m;3m2
) .
AB = 2 ¤ (m -1)2
+ (3m2
- m3
-3m +1) = 2 ¤ m = 0; m = 2 (thoả điều kiện).
Câu 34. Cho hàm số y = x3
-3mx2
+ 3(m2
-1)x - m3
+ 4m -1 (1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = -1.
2) Tìm m để đồ thị của hàm số (1) có hai điểm cực trị A, B sao cho DOAB vuông tại O.
• Ta có: y ¢= 3x2
- 6mx + 3(m2
-1); y ¢= 0 ¤
Èx = m +1fi y = m - 3
Í x = m -1fi y = m +1
Trang 22 www.MATHVN.com
Ím = 2
fi A(m +1;m - 3) , B(m -1;m +1) fi OA = (m +1;m - 3) , OB = (m -1;m +1) .
DOAB vuông tại O ¤ OA.OB = 0 ¤ 2m2
- 2m - 4 = 0 ¤
Èm = -1
.
Î
Trang 22 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
Câu 35. Cho hàm số y = 2x2
-3(m +1)x2
+ 6mx + m3
(1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1.
2) Tìm m để đồ thị của hàm số (1) có hai điểm cực trị A, B sao cho tam giác ABC vuông tại
C, với C(4;0) .
• Ta có: y¢ = 6(x -1)(x - m) . Hàm số có CĐ, CT ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ m ≠ 1.
Khi đó các điểm cực trị là A(1;m3
+ 3m -1),B(m;3m2
) .
DABC vuông tại C ¤ AC.BC = 0 ¤ (m +1)ÈÎm2
(m2
- m +1) + 3m2
- 5m + 4˘˚ = 0
¤ m = -1
Câu 36. Cho hàm số y = x3
+ 3x2
+ m (1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = -4 .
2) Xác định m để đồ thị của hàm số (1) có hai điểm cực trị A, B sao cho ˆAOB =1200
.
• Ta có: y ¢= 3x2
+ 6x ; y ¢= 0 ¤
Èx = -2 fi y = m + 4
Í x = 0 fi y = m
Î
Vậy hàm số có hai điểm cực trị A(0 ; m) và B(-2 ; m + 4)
OA = (0;m), OB = (-2;m + 4) . Để ˆAOB =1200
thì cos AOB
1
= -
2
¤
m(m + 4)
= -
1
¤ m2
(4 + (m + 4)2
) = -2m(m + 4) ¤
Ï-4 < m < 0
Ì 2
m2 (4 + (m + 4)2 ) 2 Ó3m + 24m + 44 = 0
Ï-4 < m < 0
-12 + 2 3¤
Ô
12 2 3 ¤ m =
Ì
m =
- ±
3
ÔÓ 3
Câu 37. Cho hàm số y = x3
-3x2
+ m2
- m +1 (1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1.
2) Tìm m để đồ thị hàm số (1) có hai điểm cực đại, cực tiểu là A và B sao cho diện tích tam
giác ABC bằng 7, với điểm C(Ŕ2; 4 ).
• Ta có y' = 3x2
- 6x ; y' = 0 ¤ 3x2
- 6x = 0 ¤ x = 0;x = 2 fi Hàm số luôn có CĐ, CT.
Các điểm CĐ, CT của đồ thị là: A(0;m2
- m +1), B(2;m2
- m -3) , AB = 22
+ (-4)2
= 2 5
x - 0 y - m2
+ m -1 2
Phương trình đường thẳng AB: = ¤ 2x + y - m + m -1 = 0
2 -4
1 1 m2
- m +1 2 Èm = 3
SDABC =
2
d(C, AB).AB =
2
.
5
.2 5 = m - m +1 = 7 ¤ Ím = -2
.
Î
Câu hỏi tương tự:
a) y = x3
-3mx + 2, C(1;1),S = 18 . ĐS: m = 2 .
Câu 38. Cho hàm số y = x3
-3(m +1)x2
+12mx -3m + 4 (C)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số m = 0.
2) Tìm m để hàm số có hai cực trị là A và B sao cho hai điểm này cùng với điểm
C
Ê
-1;-
9 ˆ
lập thành tam giác nhận gốc tọa độ O làm trọng tâm.
Á 2 ˜
Ë ¯
• Ta có y' = 3x2
-3(m +1)x +12m . Hàm số có hai cực trị ¤ y¢ = 0 có hai nghiệm phân biệt
¤ D = (m -1)2
> 0 ¤ m ≠ 1 (*). Khi đó hai cực trị là A(2;9m), B(2m;-4m3
+12m2
-3m + 4) .
Trang 23 www.MATHVN.com
Î
Í x = m -1
Î
Î
Î
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
Ï2 + 2m -1= 0 1DABC nhận O làm trọng tâm ¤Ô 9 ¤ m = - (thoả (*)).
Ì
-4m3
+12m2
+ 6m + 4 - = 0 2
ÔÓ
Câu 39. Cho hàm số y = f (x) = 2x3
+ 3(m -3)x2
+11- 3m
2
(Cm ).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 2.
2) Tìm m để
hàng.
(Cm ) có hai điểm cực trị M1,M2 sao cho các điểm M1,M2 và B(0; Ŕ1) thẳng
• y¢ = 6x2 + 6(m - 3) . y¢ = 0 ¤
Èx = 0
Í x = 3- m . Hàm số có 2 cực trị ¤ m ≠ 3
(*).
Chia f (x) cho f ¢(x) ta được: f (x) = f ¢(x)
Ê 1
x +
m -3 ˆ
- (m -3)2 x +11- 3m
Á 3 6 ˜
Ë ¯
fi phương trình đường thẳng M1M2 là: y = -(m - 3)2 x +11- 3m
M1,M2,B thẳng hàng ¤ BŒ M1M2 ¤ m = 4 (thoả (*)).
1 3 2 2
Câu 40. Cho hàm số y = x
3 - mx + (m -1)x +1 (Cm ) .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 2 .
2) Tìm m để hàm số có cực đại, cực tiểu và yCÑ + yCT > 2 .
• Ta có: y¢ = x2
- 2mx + m2
-1.
3
y¢ = 0 ¤
Èx = m +1.
Î
È-1< m < 0
yCÑ + yCT > 2 ¤ 2m - 2m + 2 > 2 ¤ Ím >1
.
Câu 41. Cho hàm số y =
1
x3
-(m +1)x2
+
4
(m +1)3
3 3
(1) (m là tham số thực).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để các điểm cực đại và cực tiểu của đồ thị (1) nằm về 2 phía (phía trong và phía
ngoài) của đường tròn có phương trình (C): x2
+ y2
- 4x + 3 = 0 .
• y¢ = x2
- 2(m +1)x .
y¢ = 0 ¤
Èx = 0
Í x = 2(m +1) . Hàm số có cực trị ¤ m ≠ -1 (1)
Gọi hai điểm cực trị của đồ thị là: A
Ê
0;
4
(m +1)3 ˆ
, B(2(m +1);0) .
Á
3
˜
Ë ¯
(C) có tâm I(2; 0), bán kính R = 1. IA = 4 +
16
(m +1)6
, IB =
9
4m2
.
A, B nằm về hai phía của (C) ¤ (IA2
- R2
)(IB2
- R2
) < 0 ¤ 4m2
-1< 0 ¤ -
1
< m <
1
2 2
(2)
Kết hợp (1), (2), ta suy ra: -
1
< m <
1
.
2 2
Câu 42. Cho hàm số y = x3
-3mx2
+ 3(m2
-1)x - m3
(Cm)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = -2 .
2) Chứng minh rằng (Cm) luôn có điểm cực đại và điểm cực tiểu lần lượt chạy trên mỗi
đường thẳng cố định.
• y ¢= 3x2
- 6mx + 3(m2
-1);
y ¢= 0 ¤
Èx = m +1
Í x = m -1
Trang 24 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
Điểm cực đại M(m -1;2 -3m) chạy trên đường thẳng cố định:
Ïx = -1+ t
Ìy = 2 - 3t
Ó
Điểm cực tiểu N(m +1;-2 - m) chạy trên đường thẳng cố định:
Ïx = 1+ t
Ìy = -2 -3t
Ó
Câu 43. Cho hàm số y =
1
x3
- mx2
- x + m +1 (C ) .
3 m
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để đồ thị (Cm) có 2 điểm cực trị và khoảng cách giữa 2 điểm cực trị là nhỏ nhất.
• Ta có: y¢ = x2
- 2mx -1; y¢ = 0 có D¢ = m2
+1 > 0,"m fi hàm số luôn có hai điểm cực trị
x1, x2 . Giả sử các điểm cực trị của (Cm) là A(x1;y1),B(x2; y2 ) .
Ta có: y =
1
(x - m).y¢ -
2
(m2
+1)x +
2
m +1
3 3 3
fi y = -
2
(m2
+1)x +
2
m +1; y = -
2
(m2
+1)x +
2
m +1
1
3 1
3 2
3 2
3
Do đó: AB2
= (x - x )2
+ (y - y )2
= (4m2
+ 4)
È
+
4
(m2
+1)2 ˘
≥ 4
Ê
1+
4 ˆ
2 1 2 1 Í1
9 ˙ Á
9
˜
Î ˚ Ë ¯
fi AB ≥
2 13
. Dấu "=" xảy ra ¤ m = 0 . Vậy min AB =
2 13
khi m = 0 .
3 3
Câu 44. Cho hàm số y = x3
-3x2
- mx + 2 (1).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 0.
2) Tìm m để hàm số (1) có 2 cực trị và đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị của đồ thị hàm số
tạo với hai trục toạ độ một tam giác cân.
• y¢ = 3x2
- 6x - m . Hàm số có 2 cực trị ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ m > -3.
Ta có: y =
1
(x -1).y¢+
Ê
-
2m
- 2
ˆ
x + 2 -
m
fi Đường thẳng D đi qua 2 điểm cực trị của đồ3
Á
3
˜
3
Ë ¯
thị có phương trình: y =
Ê
-
2m
- 2
ˆ
x + 2 -
m
.Á
3
˜
3
Ë ¯
D cắt Ox, Oy tại A
Ê m - 6
;0
ˆ
, B
Ê
0;
6 - m ˆ
(m ≠ 0).Á
2(m + 3)
˜ Á
3
˜
Ë ¯ Ë ¯
Tam giác OAB cân ¤ OA = OB ¤
m - 6
=
6 - m
¤ m = 6; m = -
9
;m
3
.
= -
2(m + 3) 3 2 2
Đối chiếu điều kiện ta có m
3
.
= -
2
Câu 45. Cho hàm số : y =
1
x3
- mx2
+ (m2
- m +1)x +1 (1).
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1.
2) Tìm m để hàm số có cực trị trong khoảng (-•;1) .
• Tập xác định D = R. y¢ = x2
- 2mx + m2
- m +1 .
Đặt t = x -1fi x = t +1 ta được : y' = g(t) = t2
+ 2(1- m)t + m2
- 3m + 2
Hàm số(1) có cực trị trong khoảng (-•;1) ¤ f (x) = 0 có nghiệm trong khoảng (-•;1) .
Trang 25 www.MATHVN.com
ÍÌ
¤ Í
Î
Ó
ÍÌ
¤ Í
Î
Ó
Ì Ì
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
¤ g(t) = 0 có nghiệm t < 0
ÈP < 0
ÍÏD' ≥ 0
¤ ÍÔ
S <
0
ÍÎÔÓP ≥
0
Èm2
-3m + 2 < 0
Í
Ïm -1≥ 0
Ô
ÍÌ2m - 2 < 0
ÍÔm2
-3m + 2 ≥
0
¤ 1< m < 2
Vậy: Với 1< m < 2 thì hàm số (1) có cực trị trong khoảng (-•;1)
Câu 46. Cho hàm số : y =
1
x3
- mx2
+ (m2
- m +1)x +1 (1).
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1.
2) Tìm m để hàm số có cực trị trong khoảng (1;+•) .
• Tập xác định D = R. y¢ = x2
- 2mx + m2
- m +1 .
Đặt t = x -1fi x = t +1 ta được : y' = g(t) = t2
+ 2(1- m)t + m2
- 3m + 2
Hàm số(1) có cực trị trong khoảng (1;+•) ¤ f (x) = 0 có nghiệm trong khoảng (1;+•) .
¤ g(t) = 0 có nghiệm t > 0 ÈP < 0
ÍÏD' ≥ 0
¤ ÍÔ
S >
0
ÍÎ
ÔÓP ≥
0
Èm2
-3m + 2 < 0
Í
Ïm -1≥ 0
Ô
ÍÌ2m - 2 > 0
ÍÔm2
-3m + 2 ≥
0
¤ 1< m
Vậy: Với m > 1 thì hàm số (1) có cực trị trong khoảng (1;+•)
Câu 47. Cho hàm số : y =
1
x3
- mx2
+ (m2
- m +1)x +1 (1).
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1.
2) Tìm m để hàm số có hai cực trị x1, x2 thoả mãn x1 <1< x2 .
• Tập xác định D = R. y¢ = x2
- 2mx + m2
- m +1 .
Đặt t = x -1fi x = t +1 ta được: y' = g(t) = t2
+ 2(1- m)t + m2
-3m + 2
(1) có hai cực trị x1, x2
thoả x1 <1< x2 ¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t1,t2 thoả t1 < 0 < t2
¤ P < 0 ¤ m2
-3m + 2 < 0 ¤ 1< m < 2
Vậy: Với 1< m < 2 thì hàm số (1) có hai cực trị x1,x2 thoả mãn x1 <1< x2 .
Câu 48. Cho hàm số : y =
1
x3
- mx2
+ (m2
- m +1)x +1 (1).
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1.
2) Tìm m để hàm số có hai cực trị x1, x2 thoả mãn x1 < x2 <1.
• Tập xác định D = R. y¢ = x2
- 2mx + m2
- m +1 .
Đặt t = x -1fi x = t +1 ta được : y' = g(t) = t2
+ 2(1- m)t + m2
- 3m + 2
(1) có hai cực trị x1, x2
thoả x1 < x2 <1 ¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t1,t2 thoả t1 < t2 < 0
ÏD' > 0
¤
Ô
S <
0
ÔÓP >
0
Ïm -1> 0
¤
Ô
m2
-3m + 2 > 0 ¤ mŒ∅ . Vậy: Không có giá trị nào của m nào thoả YCBT.
Ô2m - 2 < 0
Ó
Trang 26 www.MATHVN.com
Câu 49. Cho hàm số : y =
1
x3
- mx2
+ (m2
- m +1)x +1 (1).
3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1.
2) Tìm m để hàm số có hai cực trị x1, x2
thoả mãn 1< x1 < x2 .
Trang 26 www.MATHVN.com
Ì Ì
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
• Tập xác định D = R. y¢ = x2
- 2mx + m2
- m +1 .
Đặt t = x -1fi x = t +1 ta được : y' = g(t) = t2
+ 2(1- m)t + m2
- 3m + 2
(1) có hai cực trị x1, x2
thoả 1< x1 < x2 ¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t1,t2 thoả 0 < t1 < t2
ÏD' > 0
¤
Ô
S >
0
ÔÓP >
0
Ïm -1> 0
¤
Ô
m2
-3m + 2 > 0 ¤ m > 2
Ô2m - 2 > 0
Ó
Vậy: Với m > 2 thì hàm số (1) có hai cực trị x1, x2 thoả mãn 1< x1 < x2 .
Trang 27 www.MATHVN.com
Î
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
Dạng 2: Cực trị của hàm số trùng phƣơng: y = f (x) = ax4
+ bx2
+ c
A. Kiến thức cơ bản
• Hàm số luôn nhận x = 0 làm 1 điểm cực trị.
• Hàm số có 1 cực trị ¤ phương trình y¢ = 0 có 1 nghiệm.
• Hàm số có 3 cực trị ¤ phương trình y¢ = 0 có 3 nghiệm phân biệt.
• Khi đồ thị có 3 điểm cực trị A(0;c),B(x1; y1),C(x2 ;y2 ) thì DABC cân tại A.
B. Một số dạng câu hỏi thƣờng gặp
1. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có các điểm cực trị tạo thành tam giác vuông cân
hoặc tam giác đều.
Ŕ Tìm điều kiện để phương trình y¢ = 0 có 3 nghiệm phân biệt.
Ŕ Tìm toạ độ các điểm cực trị A, B, C. Lập luận chỉ ra DABC cân tại A.
Ŕ Giải điều kiện: DABC vuông tại A ¤ AB.AC = 0
DABC đều ¤ AB = BC
2. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có các điểm cực trị tạo thành một tam giác có diện
tích S cho trƣớc.
Ŕ Tìm điều kiện để phương trình y¢ = 0 có 3 nghiệm phân biệt.
Ŕ Tìm toạ độ các điểm cực trị A, B, C. Lập luận chỉ ra DABC cân tại A.
Ŕ Kẻ đường cao AH.
Ŕ Giải điều kiện: S = S =
1
AH.BC .
ABC
2
Câu 50. Cho hàm số y = x4
- 2(m2
- m +1)x2
+ m -1.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số .
2) Tìm m để đồ thị (C) có khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu ngắn nhất.
• y¢ = 4x3
- 4(m2
- m +1)x ;
Èx = 0
y¢ = 0 ¤ Í
ÍÎx = ±
.
m2
- m +1 2
Khoảng cách giữa các điểm cực tiểu: d = 2 m2
- m +1 = 2 Ê
m -
1 ˆ
+
3
Á
2
˜
4
fi min d =
Ë ¯
3 ¤ m =
1
.
2
Câu 51. Cho hàm số y =
1
x4
- mx2
+
3
2 2
(1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 3 .
2) Xác định m để đồ thị của hàm số (1) có cực tiểu mà không có cực đại.
• y ¢= 2x3
- 2mx = 2x(x2
- m) .
y ¢= 0 ¤
Èx = 0
Íx2
= m
Đồ thị của hàm số (1) có cực tiểu mà không có cực đại ¤ PT y ¢= 0 có 1 nghiệm ¤ m £ 0
Câu 52. Cho hàm số y = -x4
+ 2mx2
- 4 (Cm ).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 2 .
2) Tìm các giá trị của m để tất cả các điểm cực trị của (Cm ) đều nằm trên các trục toạ độ.
Trang 28 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
• Ta có: y¢ = -4x3
+ 4mx ; y¢ = 0 ¤
Èx = 0
.Í x2
= m
Î
+ Nếu m £ 0 thì đồ thị có 1 điểm cực trị duy nhất (0;-4)ŒOy .
+ Nếu m > 0 thì (C ) có 3 điểm cực trị A(0;-4),B(- m;m2
- 4),C( m;m2
- 4) .m
Để A, B, C nằm trên các trục toạ độ thì B, C Œ Ox ¤
Ïm > 0
¤ m = 2 .Ì
m2
- 4 = 0
Ó
Vậy: m £ 0 hoặc m = 2 .
Câu 53. Cho hàm số y = x4
+ (3m +1)x2
-3 (với m là tham số).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = -1.
2) Tìm tất cả các giá trị của m để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị tạo thành một tam giác
cân sao cho độ dài cạnh đáy bằng
2
lần độ dài cạnh bên.
3
• Ta có: y' = 4x3
+ 2(3m +1)x ; y' = 0 ¤ x = 0, x2 3m +1
.
= -
2
Đồ thị hàm số có ba điểm cực trị ¤ m
1
(*). Ba điểm cực trị là:
< -
3
Ê -3m -1 -(3m +1)2 ˆ Ê -3m -1 -(3m +1)2 ˆ
A(0;-3) ; BÁ ; -3˜ ;CÁ - ; - 3˜
Ë 2 4 ¯ Ë 2 4 ¯
2 Ê -3m -1ˆ Ê -3m -1 (3m +1)4 ˆ 5
DABC cân tại A ; BC = AB ¤ 9.4Á ˜ = 4Á + ˜ ¤ m = - , thoả (*).
3 Ë 2 ¯ Ë 2 16 ¯ 3
Câu 54. Cho hàm số y = f (x) = x4
+ 2(m - 2)x2
+ m2
- 5m + 5 (C ).
m
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) hàm số khi m = 1.
2) Tìm các giá trị của m để đồ thị (Cm ) của hàm số có các điểm cực đại, cực tiểu tạo thành 1
tam giác vuông cân.
• Ta có f ¢(x) = 4x3
+ 4(m -2)x = 0 ¤
Èx = 0
Í x2
= 2 - m
Î
Hàm số có CĐ, CT ¤ PT f ¢(x) = 0 có 3 nghiệm phân biệt ¤ m < 2 (*)
Khi đó toạ độ các điểm cực trị là: A(0;m2
- 5m + 5), B( 2 - m;1- m), C(- 2 - m;1- m)uuur uuur
fi AB = ( 2 - m;-m2
+ 4m - 4), AC = (- 2 - m;-m2
+ 4m - 4)
Do DABC luôn cân tại A, nên bài toán thoả mãn khi DABC vuông tại A
uuur uuur
¤ AB.AC = 0 ¤ (m - 2)3
= -1 ¤ m =1 (thoả (*))
Câu 55. Cho hàm số y = x + 2(m - 2)x + m - 5m + 5 (Cm )4 2 2
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Với những giá trị nào của m thì đồ thị (Cm) có điểm cực đại và điểm cực tiểu, đồng thời
các điểm cực đại và điểm cực tiểu lập thành một tam giác đều.
• Ta có f ¢(x) = 4x3
+ 4(m -2)x = 0 ¤
Èx = 0
Í x2
= 2 - m
Î
Hàm số có CĐ, CT ¤ PT f ¢(x) = 0 có 3 nghiệm phân biệt ¤ m < 2 (*)
Khi đó toạ độ các điểm cực trị là: A(0;m2
- 5m + 5), B( 2 - m;1- m), C(- 2 - m;1- m)uuur uuur
fi AB = ( 2 - m;-m2
+ 4m - 4), AC = (- 2 - m;-m2
+ 4m - 4)
Trang 29 www.MATHVN.com
¤ =
Î
Í
3
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
Do DABC luôn cân tại A, nên bài toán thoả mãn khi µA= 600
¤ cos A =
1
2
AB.AC 1
uuur uuur ¤ m = 2 - 3
3 .
AB . AC 2
(Chú ý: Có thể dùng tính chất: DABC đều ¤ AB = BC = CA).
Câu hỏi tương tự:
a) y = x4
- 2mx2
+ 2m + m4
. ĐS: m = 3
3
3
b) y = x4
- 4(m -1)x2
+ 2m -1. ĐS: m = 1+
2
c) y = x4
- 4(m -1)x2
+ 2m -1
Câu 56. Cho hàm số y = x4
- 2mx2
+ 2m + m4
có đồ thị (Cm) .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Với những giá trị nào của m thì đồ thị (Cm) có ba điểm cực trị, đồng thời ba điểm cực trị
đó lập thành một tam giác có diện tích S = 4 .
• Ta có y' = 4x3
- 4mx = 0 ¤
Èx = 0
Í
g(x) = x2
- m = 0
Hàm số có 3 cực trị ¤ y' = 0 có 3 nghiệm phân biệt¤ Dg = m > 0 ¤ m > 0 (*)
Với điều kiện (*), phương trình y ¢= 0 có 3 nghiệm x1 = - m; x2 = 0; x3 = m . Hàm số đạt
cực trị tại x1; x2; x3 . Gọi
A(0;2m + m );B(
m;m
- m + 2m);C(-
m;m
- m + 2m) là 3 điểm
cực trị của (Cm) . 4 4 2 4 2
Ta có: AB2
= AC2
= m4
+ m;BC2
= 4m fi DABC cân đỉnh A
Gọi M là trung điểm của BCfi M(0;m4
- m2
+ 2m) fi AM = m2
= m2
Vì DABC cân tại A nên AM cũng là đường cao, do đó:
5
S =
1
AM.BC =
1
.m2
DABC
2 2
Câu hỏi tương tự: . 4m = 4 ¤ m2 = 4 ¤ m5
=16 ¤ m = 5
16 . Vậy m =
5
16 .
a) y = x4
- 2m2
x2
+1, S = 32. ĐS: m = ±2
b) y =
1
x4
- 2mx2
+ m , S = 32 2 . ĐS: m = 2
4
c) y = x4
- 2m2
x2
+ m4
+ m , S = 32. ĐS: m = ±2
d) y = x4
- 2mx2
+ 2m2
- 4, S =1. ĐS: m = 1
Câu 57. Cho hàm số y = x4
+ 2mx2
+ m2
+ m có đồ thị (Cm) .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = Ŕ2.
2) Với những giá trị nào của m thì đồ thị (Cm) có ba điểm cực trị, đồng thời ba điểm cực trị
đó lập thành một tam giác có một góc bằng 1200
.
• Ta có y¢ = 4x3
+ 4mx ; y¢ = 0 ¤ 4x(x2
+ m) = 0 ¤
Èx = 0
ÍÎ x = ± -m
(m < 0)
Khi đó các điểm cực trị là: A(0;m2
+ m), B( -m;m), C(- -m;m)
uuur
AB = (
uuur
-m;-m2
) ; AC = (- -m;-m2
). DABC cân tại A nên góc 120o
chính là µA .
Trang 30 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
uuur uuur
µ o 1 AB.AC 1 - -m. -m + m4
1
A =120 ¤ cos A = - ¤ uuur uuur = - ¤ = -
2 AB . AC 2 m4
- m 2
m + m4
1
Èm = 0 (loaïi)
1¤ = - fi 2m + 2m4
= m - m4
¤ 3m4
+ m = 0 ¤ Í 1 . Vậy m = - .
m4
- m 2
Í
Ím = - 3
3
3
Î 3
Câu 58. Cho hàm số y = x4
- 2mx2
+ m -1 có đồ thị (Cm) .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Với những giá trị nào của m thì đồ thị (Cm) có ba điểm cực trị, đồng thời ba điểm cực trị
đó lập thành một tam giác có bán kính đường tròn ngoại tiếp bằng 1 .
• Ta có y ¢= 4x3
- 4mx = 4x(x2
- m) = 0 ¤
Èx = 0
Íx2
= m
Î
Hàm số đã cho có ba điểm cực trị ¤ PT y ¢= 0 có ba nghiệm phân biệt và y ¢ đổi dấu khi x
đi qua các nghiệm đó ¤ m > 0 . Khi đó ba điểm cực trị của đồ thị (Cm) là:
A(0;m -1), B(- m;-m2
+ m -1), C( m;-m2
+ m -1)
S =
1
y - y . x - x = m2
m ; AB = AC = m4
+ m, BC = 2 m
VABC
2 B A C B
AB.AC.BC (m4
+ m)2 m
Èm =1
R = =1 ¤ = 1 ¤ m3
- 2m +1 = 0 ¤ Í 5 -14SVABC 4m2
m Í
Ím =
Î 2
Câu hỏi tương tự:
a) y = x4
- 2mx2
+1 ĐS: m = 1, m =
-1+ 5
2
Câu 59. Cho hàm số y = x4
- 2mx2
+ 2 (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm các giá trị của m để (Cm) có 3 điểm cực trị tạo thành một tam giác có đường tròn
ngoại tiếp đi qua điểm D
Ê 3
;
9 ˆ
.
Á
5 5
˜
Ë ¯
• Ta có: y¢ = 4x3
- 4mx; y¢ = 0 ¤
Èx = 0
. Hàm số có 3 điểm cực trị ¤ m > 0 .Íx2
= m
Î
Khi đó các điểm cực trị của (Cm) là: A(0;2),B(- m;-m2
+ 2),C( m;-m2
+ 2) .
Gọi I(x;y) là tâm của đường tròn (P) ngoại tiếp DABC.
ÏIA2
= ID2
Ï3x - y +1 = 0 Ïx = 0
Ô Ô Ô
Ta có: ÌIB2
= IC2
¤ Ì2x m = -2x m ¤ Ìy = 1 . Vậy m = 1.ÔIB2
= IA2 Ô(x + m)2
+ (y + m2
- 2)2
= x2
+ (y - 2)2 ÔÓm =1
Ó Ó
Câu 60. Cho hàm số y = x4
- 2(1- m2
)x2
+ m +1 (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0 .
2) Tìm m để đồ thị (Cm) có 3 điểm cực trị tạo thành một tam giác có diện tích lớn nhất.
• y¢ = 4x3
- 4(1- m2
)x ; y¢ = 0 ¤
Èx = 0
. Hàm số có 3 cực trị ¤ -1< m < 1.Í x2
=1- m2
Î
Khi đó các điểm cực trị của (Cm) là:
A(0;1+ m) , B(- 1- m2
; 1- m2 ), C( 1- m2
; 1- m2 )
Trang 31 www.MATHVN.com
Î
> -
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam
1 2 2
Khảo sát hàm số
Ta có: SABC =
2
d(A,BC).BC = (1- m )
Vậy max SABC =1 ¤ m = 0 .
£ 1. Dấu "=" xảy ra ¤ m = 0 .
Câu 61. Cho hàm số y =
1
x4
-(3m +1)x2
+ 2(m +1)
4 (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0 .
2) Tìm m để đồ thị (Cm) có 3 điểm cực trị tạo thành một tam giác có trọng tâm là gốc toạ độ
O.
• y¢ = x3
- 2(3m +1)x ;
y¢ = 0 ¤
Èx = 0
Íx2
= 2(3m +1)
. Hàm số có 3 cực trị ¤ m
1
3
(*)
Khi đó toạ độ 3 điểm cực trị là:
A(0;2m + 2),B(- 6m + 2;-9m2
- 4m +1),C( 6m + 2;-9m2
- 4m +1)
DABC có trọng tâm O ¤ -18m2
- 6m + 4 = 0 ¤ m = -
2
;m =
1
3 3
Đối chiếu với điều kiện (*), suy ra m =
1
.
3
Trang 32 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
KSHS 03: SỰTƢƠNG GIAO
Dạng 1: Sự tƣơng giao của đồ thị hàm số bậc 3: y = f (x) = ax3
+ bx2
+ cx + d (a ≠ 0)
A. Kiến thức cơ bản
• Cho hai đồ thị (C1): y = f (x) và (C2): y = g(x) . Để tìm hoành độ giao điểm của (C1) và
(C2) ta giải phương trình: f (x) = g(x) (*) (gọi là phương trình hoành độ giao điểm).
Số nghiệm của phương trình (*) bằng số giao điểm của hai đồ thị.
• Số giao điểm của đồ thị (C) của hàm số bậc ba: y = f (x) = ax3
+ bx2
+ cx + d với trục hoành
bằng số nghiệm của phương trình ax3
+ bx2
+ cx + d = 0 (1)
B. Một số dạng câu hỏi thƣờng gặp
1. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) và trục hoành có 1 điểm chung duy nhất.
È f khoâng coù cöïc trò
¤ ÍÏ f coù 2 cöïc trò ¤ Phương trình (1) có 1 nghiệm duy nhấtÍÌ > 0
ÎÍÓyCÑ.yCT
2. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) và trục hoành có 2 điểm chung phân biệt.
¤ (C) tiếp xúc với Ox ¤
Ï f coù 2 cöïc trò
¤ Phương trình (1) có đúng 2 nghiệmÌy .y = 0
Ó CÑ CT
3. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) và trục hoành có 3 điểm chung phân biệt.
¤
Ï f coù 2 cöïc trò
¤ Phương trình (1) có 3 nghiệm phân biệtÌy .y < 0
Ó CÑ CT
4. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ dƣơng.
Ï f coù 2 cöïc trò
¤
ÔyCÑ.yCT < 0
¤ Phương trình (1) có 3 nghiệm dương phân biệt.Ì > 0, x > 0
ÔxCÑ CT
ÔÓa.f (0) < 0 (hay ad < 0)
Trang 33 www.MATHVN.com
Ì < 0, x < 0
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
5. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ âm.
Ï f coù 2 cöïc trò
¤
ÔyCÑ.yCT < 0
ÔxCÑ CT
ÔÓa.f (0) > 0 (hay ad >
0)
¤ Phương trình (1) có 3 nghiệm âm phân biệt.
6. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ tạo
thành một cấp số cộng.
a,b,c lập thành một cấp số cộng ¤ a + c = 2b
Ŕ Giả sử (1) có 3 nghiệm x1, x2,x3 lập thành cấp số cộng.
Ŕ Viết (1) dưới dạng: ax3
+ bx2
+ cx + d = 0 ¤ a(x - x )(x - x )(x - x ) = 0
1 2 3
¤ aÈx3
-(x + x + x )x2
+ (x x + x x + x x )x - x x x ˘ = 0
Î 1 2 3 1 2 2 3 3 1 1 2 3 ˚
Ŕ x1, x2,x3 lập thành cấp số cộng ¤ x1 + x3 = 2x2
fi x = -
b
2
3a
là 1 nghiệm của (1).
Ŕ Thế x = -
b
2 3a
vào (1) để suy ra điều kiện cần tìm.
Chú ý: Đây chỉ là điều kiện cần nên phải thử lại kết quả tìm được.
7. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ tạo
thành một cấp số nhân.
a,b,c lập thành một cấp số nhân ¤ ac = b2
Ŕ Giả sử (1) có 3 nghiệm x1, x2,x3 lập thành cấp số nhân.
Ŕ Viết (1) dưới dạng: ax3
+ bx2
+ cx + d = 0 ¤ a(x - x )(x - x )(x - x ) = 0
1 2 3
¤ aÈx3
-(x + x + x )x2
+ (x x + x x + x x )x - x x x ˘ = 0
Î 1 2 3 1 2 2 3 3 1 1 2 3 ˚
2 3 d
Ŕ x1, x2,x3 lập thành cấp số nhân ¤ x1x3 = x2 fi x2 = -
a
là 1 nghiệm của (1).
Ŕ Thế x = 3 -
d
2 a
vào (1) để suy ra điều kiện cần tìm.
Chú ý: Đây chỉ là điều kiện cần nên phải thử lại kết quả tìm được.
Trang 34 www.MATHVN.com
x -• +•
f ¢(x)
f (x) +•
-• -• -•
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
Câu 1. Cho hàm số y = x3
+ mx + 2 có đồ thị (Cm)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = Ŕ3.
2) Tìm m để đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại một điểm duy nhất.
• PT hoành độ giao điểm của (Cm) với trục hoành: x3
+ mx + 2 = 0 ¤ m = -x2
-
2
(x ≠ 0)
x
3
Xét hàm số: f (x) = -x2
-
2
fi f '(x) = -2x +
2
=
-2x + 2
x x2
x2
Ta có bảng biến thiên:
Đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại một điểm duy nhất ¤ m > -3 .
Câu 2. Cho hàm số y = f (x) = x3
- mx2
+ 2m (Cm) ( m là tham số).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 3.
2) Tìm m để đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại một điểm duy nhất.
• Ta có: y¢ = 3x2
- 2mx = x(3x - 2m)
+ Khi m = 0 thì y¢ = 3x2
≥ 0 fi (1) đồng biến trên R fi thoả yêu cầu bài toán.
+ Khi m ≠ 0 thì (1) có 2 cực trị x = 0 , x =
2m
. Do đó đồ thị cắt Ox tại duy nhất 1 điểm khi
1 2
3
Ê 4m3 ˆ Ê 2m2 ˆ Ïm ≠ 0
f (x ).f (x )> 0 ¤ 2mÁ2m - ˜ > 0 ¤ 4m2
Á1- ˜ > 0 ¤
Ô
1 2
Ë 27 ¯ Ë 27 ¯
Ì
-
3 6
< m <
3 6
Ô
Ó 2 2
Kết luận: khi mŒ
Ê
-
3 6
;
3 6 ˆ
thì đồ thị (Cm) cắt Ox tại duy nhất một điểm.
Á ˜
Ë 2 2 ¯
Câu hỏi tương tự:
a) y = x3
+ 3(m +1)x2
+ 3(m2
+1)x +1 ĐS: mŒ R .
Câu 3. Cho hàm số y = 2x3
-3(m +1)x2
+ 6mx - 2 có đồ thị (Cm)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại một điểm duy nhất.
• y¢ = 6x2
- 6(m +1)x + 6m ; D¢ = 9(m +1)2
-36m = 9(m -1)2
.
y'
+ Nếu m = 1 thì y¢ ≥ 0, "x fi hàm số đồng biến trên R fi đồ thị cắt trục hoành tại 1 điểm
duy nhất fi m = 1 thoả mãn YCBT.
+ Nếu m ≠1 thì hàm số có các điểm cực trị x1, x2 ( x1, x2 là các nghiệm của PT y¢ = 0 )
fi x1 + x2 = m +1; x1x2 = m .
Lấy y chia cho y¢ ta được: y =
Ê x
-
m +1ˆ
y¢ - (m -1)2
x - 2 + m(m +1) .
Á
3 6
˜
Ë ¯
fi PT đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là: y = -(m -1)2
x - 2 + m(m +1)
Đồ thị hàm số cắt trục hoành tại 1 điểm duy nhất ¤ yCÑ .yCT > 0
¤ (-(m -1)2
x - 2 + m(m +1)).(-(m -1)2
x - 2 + m(m +1))> 0
1 2
¤ (m -1)2
(m2
- 2m - 2) < 0 ¤ m2
- 2m - 2 < 0 (vì m ≠ 1) ¤ 1- 3 < m <1+ 3 .
Kết luận: 1- 3 < m <1+ 3 .
Trang 35 www.MATHVN.com
Î
Î
Ó
Î
Ó
Î
ÔxCÑ CT
+ Í
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
Câu 4. Cho hàm số y = x3
-3m2
x + 2m có đồ thị (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại đúng hai điểm phân biệt.
• Để (Cm) cắt trục hoành tại đúng hai điểm phân biệt thì (Cm) phải có 2 điểm cực trị
fi y ¢= 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ 3x2
-3m2
= 0
Khi đó y' = 0 ¤ x = ±m.
có 2 nghiệm phân biệt ¤ m ≠ 0
(Cm) cắt Ox tại đúng 2 điểm phân biệt ¤ yCĐ = 0 hoặc yCT = 0
Ta có: + y(-m) = 0 ¤ 2m3
+ 2m = 0 ¤ m = 0 (loại)
+ y(m) = 0 ¤ -2m3
+ 2m = 0 ¤ m = 0 ⁄ m = ±1
Vậy: m = ±1
Câu 5. Cho hàm số y = x3
-3x2
+1.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
2) Tìm m để đường thẳng (D): y = (2m -1)x - 4m -1
biệt.
cắt đồ thị (C) tại đúng hai điểm phân
• Phương trình hoành độ giao của (C) và (D): x3
-3x2
- (2m -1)x + 4m + 2 = 0
¤ (x - 2)(x2
- x - 2m -1) = 0
Èx = 2
¤ Í f (x) = x2
- x - 2m -1= 0 (1)
È2 ≠ x = x
(D)cắt (C) tại đúng 2 điểm phân biệt ¤ (1) phải có nghiệm x1, x2 thỏa mãn: Íx
1
x
2
ÈÏD = 0 ÈÏ8m + 5 = 0
Î 1 = 2 ≠ 2
ÍÔ
b ÍÔ
1 È 5
ÍÌ
- ≠ ÍÌ
≠ 2 Ím = - 5 1
¤ ÍÔÓ
2a
2
¤
ÍÔÓ2
¤ Í 8 . Vậy: m = - ; m = .
ÍÏD > 0 ÍÏ8m + 5 > 0 Ím =
1 8 2
ÍÌ
f (2) = 0 ÍÌ
-2m +1 = 0
ÍÎ 2
Câu 6. Cho hàm số y = x3
- 6x2
+ 9x - 6 có đồ thị là (C).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
2) Định m để đường thẳng (d) : y = mx - 2m - 4 cắt đồ thị (C) tại ba điểm phân biệt.
• PT hoành độ giao điểm của (C) và (d): x3
- 6x2
+ 9x - 6 = mx - 2m - 4
¤ (x - 2)(x2
- 4x +1- m) = 0
Èx = 2
¤ Íg(x) = x2
- 4x +1- m = 0
(d) cắt (C) tại ba điểm phân biệt ¤ PT g(x) = 0 có 2 nghiệm phân biệt khác 2 ¤ m > -3
Câu 7. Cho hàm số y = x3
-3mx2
+ 3(m2
-1)x -(m2
-1) (m là tham số) (1).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 0.
2) Tìm các giá trị của m để đồ thị hàm số (1) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ
dương.
• Đồ thị (1) cắt trục Ox tại 3 điểm phân biệt có hoành độ dương ¤
Ï(1) coù 2 cöïc trò
ÔyCÑ.yCT < 0
Ì
> 0, x > 0
ÔÓa.y(0) < 0
(*)
+ y¢ = 3x2
- 6mx + 3(m2
-1) D = 9(m2
- m2
+1) = 9 > 0, "my ¢ + y ¢= 0 ¤
Èx = m -1= xCÑx = m +1 = x
Î CT
Trang 36 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
Ïm -1> 0
Suy ra: (*) ¤
Ôm +1 > 0
¤ 3 < m <1+ 2Ì
(m2
-1)(m2
-3)(m2
- 2m -1) < 0
Ô
ÔÓ-(m2
-1) < 0
Câu 8. Cho hàm số y =
1
x3
- mx2
- x + m +
2
có đồ thị (C ).
3 3 m
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = Ŕ1.
2) Tìm m để (Cm )cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có tổng bình phương các hoành độ lớn
hơn 15.
• YCBT ¤
1
x3
- mx2
- x + m +
2
= 0 (*) có 3 nghiệm phân biệt thỏa x2
+ x2
+ x2
>15 .
3 3 1 2 3
Ta có: (*) ¤ (x -1)(x2
+ (1-3m)x - 2 -3m) = 0 ¤
Èx = 1
Í
g(x) = x2
+ (1-3m)x - 2 -3m = 0
Î
YCBT ¤ g(x) = 0 có 2 nghiệm x , x phân biệt khác 1 và thỏa x2
+ x2
>14 ¤ m > 1
1 2 1 2
Câu hỏi tương tự:
a) Với y = x3
-3mx2
-3x + 3m + 2
Câu 9. Cho hàm số y = x3
-3x2
- 9x + m , trong đó m là tham số thực.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho khi m = 0 .
2) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để đồ thị hàm số đã cho cắt trục hoành tại 3 điểm
phân biệt có hoành độ lập thành cấp số cộng.
• Đồ thị hàm số cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lập thành cấp số cộng
¤ Phương trình x3
-3x2
- 9x + m = 0 có 3 nghiệm phân biệt lập thành cấp số cộng
¤ Phương trình x3
-3x2
- 9x = -m có 3 nghiệm phân biệt lập thành cấp số cộng
¤ Đường thẳng y = -m đi qua điểm uốn của đồ thị (C) ¤ -m = -11 ¤ m =11.
Câu 10. Cho hàm số y = x3
-3mx2
+ 9x - 7 có đồ thị (Cm), trong đó m là tham số thực.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho khi m = 0 .
2) Tìm m để (Cm) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lập thành cấp số cộng.
• Hoành độ các giao điểm là nghiệm của phương trình: x3
-3mx2
+9x - 7 = 0 (1)
Gọi hoành độ các giao điểm lần lượt là x1; x2; x3 ta có: x1 + x2 + x3 = 3m
Để x1; x2; x3 lập thành cấp số cộng thì x2 = m là nghiệm của phương trình (1)
Èm =1
Í -1+ 15 -1- 15
fi -2m3
+ 9m - 7 = 0 ¤ Ím = . Thử lại ta có m = là giá trị cần tìm.
Í 2 2
Í -1- 15
Ím =
Î 2
Câu hỏi tương tự:
a) y = x3
-3mx2
+ 2m(m - 4)x + 9m2
- m . ĐS: m = 1.
Câu 11. Cho hàm số y = x3
-3mx2
- mx có đồ thị (Cm), trong đó m là tham số thực.
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho khi m = 1.
2) Tìm m để (Cm) cắt đường thẳng d: y = x + 2 tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lập thành
cấp số nhân.
Trang 37 www.MATHVN.com
Ó
Ì 1 2 2 3 1 3
Î
Ìg(2) = -m ≠ 0 4
Î
Ô
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
• Xét phương trình hoành độ giao điểm của (Cm) và d:
x3
-3mx2
- mx = x + 2 ¤ g(x) = x3
-3mx2
-(m +1)x - 2 = 0
Đk cần: Giả sử (C) cắt d tại 3 điểm phân biệt có hoành độ x1; x2; x3
số nhân. Khi đó ta có: g(x) = (x - x1)(x - x2 )(x - x3)
Ïx1 + x2 + x3 = 3m
Suy ra:
Ô
x x + x x + x x = -m -1
Ôx1x2x3 = 2
lần lượt lập thành cấp
Vì x x = x2
fi x3
= 2 fi x = 3
2 nên ta có: -m -1 = 4 + 3
2.3m ¤ m = -
5
1 3 2 2 2
33
2 +1
Đk đủ: Với m = -
5
, thay vào tính nghiệm thấy thỏa mãn.
Vậy: m = -
33
2 +1
5
.
33
2 +1
Câu hỏi tương tự:
a) y = x3
-(3m +1)x2
+ (5m + 4)x -8 , d ≡ Ox . ĐS: m = 2 .
Câu 12. Cho hàm số y = x3
-3x2
+ 2 .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
2) Tìm các giá trị của tham số m để đường thẳng d : y = m(x - 2) - 2 cắt đồ thị (C) tại 3 điểm
phân biệt A(2; Ŕ2), B, D sao cho tích các hệ số góc của tiếp tuyến tại B và D với đồ thị (C)
đạt giá trị nhỏ nhất.
• PT hoành độ giao điểm của (C) và d: x3
-3x2
+ 2 = m(x - 2) - 2
Èx = 2
¤ Íg(x) = x2
- x - 2 - m = 0 (1)
.
(C) cắt d tại 3 điểm phân biệt A(2; –2), B, D ¤ ÏD = 9 + 4m > 0
¤ -
9
< m ≠ 0
Ó
(*)
Với điều kiện (*), gọi x1, x2 là các nghiệm của (1) thì x1 + x2 =1, x1x2 = -2 - m .
Ta có: k = y¢(x ).y¢(x ) = (3x2
- 6x )(3x2
- 6x ) = 9(m +1)2
- 9 ≥ -9 với -
9
< m ≠ 0 .
1 2 1 1 2 2
4
Dấu "=" xảy ra ¤ m = -1. Vậy giá trị m cần tìm là m = -1. Khi đó kmin = -9 .
Câu 13. Cho hàm số y = -2x3
+ 6x2
+1 (C)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (C) của hàm số.
2) Tìm m để đường thẳng d : y = mx +1 cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A(0; 1), B, C sao cho B
là trung điểm của đoạn thẳng AC.
• PT hoành độ giao điểm của (C) và d: -2x3
+ 6x2
+1 = mx +1 ¤
Èx = 0 (y =1)
Í
2x2
- 6x + m = 0 (1)
d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A(0; 1), B, C ¤ (1) có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 ≠ 0
ÏD¢ > 0 Ï 9
¤ Ìm ≠ 0
¤ Ìm <
2
;m ≠ 0 . Khi đó B(x1;mx1 +1), C(x2;mx2 +1) .
Ó Ó
Ïx1 + x2 = 3
Vì B là trung điểm của AC nên x2 = 2x1 (2). Mặt khác: Ì
x x =
m (3)
Từ (2) và (3) suy ra m = 4 .
[Ô 1 2 2
Trang 38 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
Câu 14. Cho hàm số y = x3
- 6x2
+ 9x (1)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số (1).
2) Tìm m để đường thẳng d : y = mx cắt (C) tại 3 điểm O(0; 0), A, B phân biệt. Chứng tỏ
rằng khi m thay đổi, trung điểm I của đoạn AB luôn nằm trên một đường thẳng song song
với trục tung.
• PT hoành độ giao điểm của (C) và d: x3
- 6x2
+ 9x = mx ¤
Èx = 0 (y = 0)
Íx2
- 6x + 9 - m = 0 (1)
Î
d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt O(0; 0), A, B ¤ (2) có 2 nghiệm phân biệt xA,xB khác 0
¤
ÏD¢ > 0
¤ 0 < m ≠ 9 (*) . Vì I là trung điểm của AB nên x =
xA + xB = 3Ì9 - m ≠ 0 I
2
Ó
fi I ΠD: x = 3 (D // Oy).
Câu 15. Cho hàm số y = x3
-3mx2
+ (m -1)x + m +1 (Cm).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm các giá trị của m để đường thẳng d : y = 2x - m -1 cắt đồ thị (Cm) tại 3 điểm phân biệt
có hoành độ lớn hơn hoặc bằng 1.
• PT hoành độ giao điểm của (Cm) và d: x3
-3mx2
+ (m -1)x + m +1 = 2x - m -1 (1)
¤
Èx = 1Íx2
+ (1-3m)x - 2m - 2 = 0 (2)
Î
YCBT ¤ (1) có 3 nghiệm phân biệt lớn hơn hoặc bằng 1 ¤ (2) có 2 nghiệm phân biệt lớn
hơn 1
Xét PT (2) ta có: D = 9m2
+ 2m + 9 > 0, "m fi (2) luôn có 2 nghiệm phân biệt x ,x .
1 2
Do đó: (2) có 2 nghiệm phân biệt lớn hơn 1 ¤ 1< x1 < x2 ¤ 0 < x1 -1< x2 -1 (*)
Đặt t = x -1. Khi đó (2) ¤ t2
+ 3(1- m)t - 5m = 0 (3)
ÏD> 0
(*) ¤ (3) có 2 nghiệm dương phân biệt ¤
Ô
S = 3(m -1) > 0 (vô nghiệm)
Ì
ÔÓP = -5m >
0
Kết luận: không có giá trị m thoả YCBT.
Câu 16. Cho hàm số y = x3
-3x +2 .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
2) Viết phương trình đường thẳng d cắt đồ thị (C) tại 3 điểm phân biệt A, B, C sao cho
xA = 2 và BC = 2 2 .
• Với xA = 2 fi yA = 4 . PT đường thẳng d đia qua A(2; 4) có dạng: y = k(x -2) + 4 .
PT hoành độ giao điểm của (C) và d: x3
-3x + 2 = k(x - 2) + 4 ¤
Èx = 2
Íg(x) = x2
+ 2x - k +1 = 0
Î
d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt ¤
ÏD¢ > 0
¤
Ïk > 0
. Khi đó toạ độ của B(x ;y ),C(x ;y )Ìg(2) ≠ 0 Ìk ≠ 9 1 1 2 2
Ó
Ó
thoả hệ phương trình:
Ïx2
+ 2x - k +1 = 0 (1)
Ì
y = kx - 2k + 4 (2)
Ó
Ta có: (1) fi x1 - x2 = 2 k ; (2) fi y1 - y2 = k(x1 - x2 ) = 2k k
BC = 2 2 ¤ 4k + 4k3
= 2 2 ¤ 4k3
+ 4k -8 = 0 ¤ k =1 . Vậy d : y = x + 2 .
Trang 39 www.MATHVN.com
Î
m
Ì
Î
¤ ¤
Ó Ó
Í
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
Câu 17. Cho hàm số y = 4x3
- 6mx2
+1 (C) (m là tham số).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 1.
2) Tìm các giá trị của m để đường thẳng d : y = -x +1 cắt đồ thị (C) tại 3 điểm A(0; 1), B, C
phân biệt sao cho B, C đối xứng nhau qua đường phân giác thứ nhất.
• PT hoành độ giao điểm của (C) và d: 4x3
- 6mx2
+1 = -x +1 ¤
Èx = 0
Í
4x2
- 6mx +1 = 0 (1)
d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A(0; 1), B, C ¤ (1) có 2 nghiệm phân biệt khác 0
È 2
< -
¤ Í 3 (*). Khi đó giả sử B(x1;-x1 +1), C(x2;-x2 +1) .
Ím >
2
ÍÎ 3
B, C đối xứng nhau qua đường thẳng y = x ¤
Ïx1 = y2 Ïx = -x +1
¤ Ì 1 2 ¤ x + x = 1
Óy1 = x2 Óx2 = -x1 +1 1 2
¤
3
m =1 ¤ m =
2
2 3
(không thoả (*)). Vậy không có giá trị m thoả YCBT.
Câu 18. Cho hàm số y = x3
+ 2mx2
+ (m + 3)x + 4 có đồ thị là (Cm) (m là tham số).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C1) của hàm số trên khi m = 1.
2) Cho đường thẳng (d): y = x + 4 và điểm K(1; 3). Tìm các giá trị của m để (d) cắt (Cm) tại
ba điểm phân biệt A(0; 4), B, C sao cho tam giác KBC có diện tích bằng 8 2 .
• Phương trình hoành độ giao điểm của (Cm) và d là: x3
+ 2mx2
+ (m + 3)x + 4 = x + 4
Èx = 0 (y = 4)
¤ Íg(x) = x2
+2mx + m +2 = 0 (1)
(d) cắt (Cm) tại ba điểm phân biệt A(0; 4), B, C ¤ (1) có 2 nghiệm phân biệt khác 0.
ÏD/
= m2
- m - 2 > 0 Ïm < -1 ⁄ m > 2 (*)
Ì
g(0) = m + 2 ≠ 0
Ì
m ≠ -2
1-3 + 4
Khi đó: xB + xC = -2m; xB.xC = m + 2 . Mặt khác: d(K,d) = =
2
2 . Do đó:
S = 8 2 ¤
1
BC.d(K,d) = 8 2 ¤ BC =16 ¤ BC2
DKBC
2
= 256
2 2 2 2
¤ (xB - xC ) + (yB - yC ) = 256 ¤ (xB - xC ) + ((xB + 4) -(xC + 4)) = 256
2 2
¤ 2(xB - xC ) = 256 ¤ (xB + xC ) - 4xB xC =128
¤ 4m2
- 4(m + 2) =128 ¤ m2
- m -34 = 0 ¤ m =
1±
Câu hỏi tương tự:
137
(thỏa (*)). Vậy m =
1±
2
137
.2
a) y = x3
+2mx2
+ 3(m -1)x +2 , d : y = -x + 2, K(3;1), A(0;2),S = 2 2 . ĐS: m = 0,m = 3
Câu 19. Cho hàm số y = x3
-3x2
+ 4 có đồ thị là (C).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
2) Gọi dk
là đường thẳng đi qua điểm A(-1;0) với hệ số góc k (k Œ°) . Tìm k để đường
thẳng dk
cắt đồ thị (C) tại ba điểm phân biệt A, B, C và 2 giao điểm B, C cùng với gốc toạ
độ O tạo thành một tam giác có diện tích bằng 1 .
• Ta có: dk : y = kx + k ¤ kx - y + k = 0
PT hoành độ giao điểm của (Cm) và d là:
Trang 40 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
x3
-3x2
+ 4 = kx + k ¤ (x +1)ÈÎ(x - 2)2
- k˘˚ = 0 ¤ x = -1 hoặc (x - 2)2
= k
d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt ¤
Ïk > 0
(*)k Ì
k ≠ 9
Ó
Khi đó các giao điểm là A(-1;0),B(2 - k;3k - k k ),C(2 + k;3k + k k ).
BC = 2 k 1+ k2
, d(O,BC) = d(O,d ) =
k
k
1+ k2
S =
1
.
k
.2 k. 1+ k2
=1 ¤ k k = 1 ¤ k3
=1 ¤ k =1 (thoả (*))
DOBC
2 1+ k2
Câu hỏi tương tự:
a) y = x3
-3x2
+ 4; A(-1;0), S = 8 . ĐS: k = 4 .
OBC
Câu 20. Cho hàm số y = (2 - m)x3
- 6mx2
+ 9(2 - m)x - 2 (Cm) (m là tham số).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1.
2) Tìm m để đường thẳng d : y = -2 cắt (Cm) tại ba điểm phân biệt A(0;-2) , B và C sao cho
diện tích tam giác OBC bằng 13 .
• Phương trình hoành độ giao điểm là: (2 - m)x3
- 6mx2
+ 9(2 - m)x - 2 = -2 (1)
¤
Èx = 0Í
(2 - m)x2
- 6mx + 9(2 - m) = 0 (2)
Î
d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A(0; –2), B, C ¤ (2) có 2 nghiệm phân biệt khác 0
¤
ÏD= 9m2
- 9(2 - m)2
> 0 ¤
Ïm >1
(*). Giả sử B(x ;-2),C(x ;-2) (x ≠ x ) .Ì
2 - m ≠ 0
Ìm ≠ 2 B C B C
Ó Ó
Ï
x x
6m 1Khi đó:
Ô B + C =
2 m . Ta có: S = d(O,BC).BC = 13Ì - DOBC
ÔÓxBxC = 9 2
2 Ê 6m ˆ
2 È
m =
14
fi BC = 13 ¤ (xB + xC ) - 4xB xC =13 ¤ Á ˜ -36 =13 ¤ Í 13 (thoả (*)).
Ë 2 - m ¯ Ím = 14
Î
Câu 21. Cho hàm số y = x3
-3x2
+ 2 có đồ thị là (C).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
2) Gọi E là tâm đối xứng của đồ thị (C). Viết phương trình đường thẳng qua E và cắt (C) tại
ba điểm E, A, B phân biệt sao cho diện tích tam giác OAB bằng 2 .
• Ta có: E(1; 0). PT đường thẳng D qua E có dạng y = k(x -1).
PT hoành độ giao điểm của (C) và D: (x -1)(x2
- 2x - 2 - k) = 0
D cắt (C) tại 3 điểm phân biệt ¤ x2
- 2x - 2 - k = 0 có 2 nghiệm phân biệt khác 1 ¤ k > -3
S =
1
d(O,D).AB = k k + 3 fi k k + 3 = 2 ¤
Èk = -1
DOAB
2 Ík = -1± 3
Î
Vậy có 3 đường thẳng thoả YCBT: y = -x +1; y = (-1± 3)(x -1).
Câu 22. Cho hàm số y = x3
+ 3x2
+ mx +1 (m là tham số) (1)
1) Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số khi m = 3.
2) Tìm m để đường thẳng d: y = 1 cắt đồ thị hàm số (1) tại ba điểm phân biệt A(0; 1), B, C
sao cho các tiếp tuyến của đồ thị hàm số (1) tại B và C vuông góc với nhau.
Trang 41 www.MATHVN.com
Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số
• PT hoành độ giao điểm của (1) và d: x3
+ 3x2
+ mx +1 =1 ¤ x(x2
+ 3x + m) = 0
d cắt (1) tại 3 điểm phân biệt A(0; 1), B, C ¤ m <
9
, m ≠ 0
4
Khi đó: x , x là các nghiệm của PT: x2
+ 3x + m = 0 fi x + x = -3; x .x = m
B C B C B C
Hệ số góc của tiếp tuyến tại B là k = 3x2
+ 6x + m và tại C là k = 3x2
+ 6x + m
1 B B 2 C C
Tiếp tuyến của (C) tại B và C vuông góc với nhau ¤ k .k = -1 ¤ 4m2
- 9m +1 = 0
1 2
¤ m =
9 - 65
⁄ m =
9 + 65
8 8
Câu 23. Cho hàm số y = x3
-3x +1 có đồ thị (C) và đường thẳng (d): y = mx + m + 3 .
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
2) Tìm m để (d) cắt (C) tại M(Ŕ1; 3), N, P sao cho tiếp tuyến của (C) tại N và P vuông góc
với nhau.
• Phương trình hoành độ giao điểm của (C) và (d): x3
-(m + 3)x - m - 2 = 0
¤ (x +1)(x2
- x - m - 2) = 0 ¤
Èx = -1(y = 3)
Íg(x) = x2
- x - m - 2 = 0
Î
d cắt (1) tại 3 điểm phân biệt M(–1; 3), N, P ¤ m > -
9
, m ≠ 0
4
Khi đó: x , x là các nghiệm của PT: x2
- x - m - 2 = 0 fi x + x = 1; x .x = -m - 2
N P N P N P
Hệ số góc của tiếp tuyến tại N là k = 3x2
-3 và tại P là k = 3x2
-3
1 N 2 P
Tiếp tuyến của (C) tại N và P vuông góc với nhau ¤ k .k = -1 ¤ 9m2
+18m +1 = 0
1 2
¤ m =
-3 + 2 2
⁄ m =
-3- 2 2
3 3
Câu 24. Cho hàm số y = x3
-3x2
+ 4 (C)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
2) Gọi (d) là đường thẳng đi qua điểm A(2; 0) có hệ số góc k. Tìm k để (d) cắt (C) tại ba
điểm phân biệt A, M, N sao cho hai tiếp tuyến của (C) tại M và N vuông góc với nhau.
• PT đường thẳng (d): y = k(x - 2)
+ PT hoành độ giao điểm của (C) và (d): x3
-3x2
+ 4 = k(x - 2)
¤ (x - 2)(x2
- x - 2 - k) = 0 ¤
Èx = 2 = xA
Í
g(x) = x2
- x - 2 - k = 0
Î
+ (d) cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A, M, N ¤ PT g(x) = 0 có 2 nghiệm phân biệt, khác 2
¤
ÏD > 0
¤ -
9
< k ≠ 0 (*)Ì f (2) ≠ 0 4
Ó
+ Theo định lí Viet ta có:
ÏxM + xN =1
Ì = -k - 2
ÓxM xN
+ Các tiếp tuyến tại M và N vuông góc với nhau¤ y ¢(xM ).y ¢(xN ) = -1
¤ (3x2
- 6x )(3x2
- 6x ) = -1 ¤ 9k2
+18k +1 = 0 ¤ k =
-3± 2 2
(thoả (*))
M M N N
3
Câu 25. Cho hàm số y = x3
-3x (C)
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
Trang 42 www.MATHVN.com
Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng
2) Chứng minh rằng khi m thay đổi, đường thẳng (d): y = m(x +1) + 2 luôn cắt đồ thị (C) tại
một điểm M cố định và xác định các giá trị của m để (d) cắt (C) tại 3 điểm phân biệt M, N, P
sao cho tiếp tuyến của (C) tại N và P vuông góc với nhau.
• PT hoành độ giao điểm (x +1)(x2
- x - 2 - m) = 0 (1) ¤
Èx +1 = 0
Íx2
- x - 2 - m = 0 (2)
Î
(1) luôn có 1 nghiệm x = -1 ( y = 2 ) fi (d) luôn cắt (C) tại điểm M(–1; 2).
(d) cắt (C) tại 3 điểm phân biệt ¤ (2) có 2 nghiệm phân biệt, khác –1
¤ m > -
9
;m ≠ 0 (*)
4
Tiếp tuyến tại N, P vuông góc ¤ y '(x ).y '(x ) = -1 ¤ m =
-3± 2 2
(thoả (*))
N P
3
Câu 26. Cho hàm số y =
1
x3
- x2
-3x +
8
.
3 3
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
2) Lập phương trình đường thẳng d song song với trục hoành và cắt đồ thị (C) tại hai điểm
phân biệt A, B sao cho tam giác OAB cân tại O (O là gốc toạ độ).
• Giả sử phương trình đường thẳng d: y = m.
PT hoành độ giao điểm của (C) và d:
1
x3
- x2
-3x +
8
= m ¤ x3
-3x2
- 9x + 8 -3m = 0 (1)
3 3
Để d cắt (C) tại 2 điểm phân biệt A, B sao cho DOAB cân tại O thì (1) phải có 2 nghiệm
x1, x2 = -x1 ( x1,Ŕx1 là hoành độ của A, B) fi x1, x2 là các nghiệm của phương trình:
(x2
- x2
)(x - x ) = 0 ¤ x3
- x x2
- x2
x + x2
x = 0 (2)
1 2 2 1 1 2
Ïx2 = 3 Ïx1 = ±3
Đồng nhất (1) và (2) ta được:
Ô
x2
= 9 ¤ Ôx = 3 . Kết luận: d: y
19
.
Ì 1 Ì 2 = -
3Ôx2
x = 8-3m Ô 19
Ó 1 2 m = -
ÔÓ 3
Câu 27. Cho hàm số y = x3
- 5x2
+ 3x + 9 (1).
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số (1).
2) Gọi D là đường thẳng đi qua A(-1;0) và có hệ số góc k . Tìm k để D cắt đồ thị (C) tại ba
điểm phân biệt A,B,C sao cho tam giác OBC có trọng tâm G(2;2) (O là gốc toạ độ).
• PT đường thẳng D: y = k(x +1). PT hoành độ giao điểm của (C) và D:
x3
- 5x2
+3x + 9 = k(x +1) ¤
Èx = -1
Í
(x -3)2
= k
Î
D cắt (C) tại ba điểm phân biệt ¤ (x -3)2
= k có hai nghiệm phân biệt khác -1 ¤
Ïk > 0
Ìk ≠16
Ó
Khi đó toạ độ các giao điểm là: A(-1;0) , B(3+ k;k(4 + k )), C(3- k;k (4 - k )).
ÏxG = 2
Do đó tọa độ trọng tâm DOBC :
Ô
8k ¤ k =
3
(thoả điều kiện).Ì
= = 2 4
ÔÓ
yG 3
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so

More Related Content

What's hot

tinh don dieu_cua_ham_so.1
tinh don dieu_cua_ham_so.1tinh don dieu_cua_ham_so.1
tinh don dieu_cua_ham_so.1Minh Tâm Đoàn
 
Sự biến thiên của hàm số
Sự biến thiên của hàm sốSự biến thiên của hàm số
Sự biến thiên của hàm sốdiemthic3
 
Hàm số ôn thi đại học
Hàm số ôn thi đại họcHàm số ôn thi đại học
Hàm số ôn thi đại họctuituhoc
 
4 khao sat-ham_so_www.mathvn.com
4 khao sat-ham_so_www.mathvn.com4 khao sat-ham_so_www.mathvn.com
4 khao sat-ham_so_www.mathvn.comHuynh ICT
 
100 bai toan ks cua thay tran si tung
100 bai toan ks cua thay tran si tung100 bai toan ks cua thay tran si tung
100 bai toan ks cua thay tran si tungtrongphuckhtn
 
Khao sat ve_do_thi
Khao sat ve_do_thiKhao sat ve_do_thi
Khao sat ve_do_thiHuynh ICT
 
Toan pt.de033.2011
Toan pt.de033.2011Toan pt.de033.2011
Toan pt.de033.2011BẢO Hí
 
Thi thử toán vmf 2012 lần 3 đáp án
Thi thử toán vmf 2012 lần 3 đáp ánThi thử toán vmf 2012 lần 3 đáp án
Thi thử toán vmf 2012 lần 3 đáp ánThế Giới Tinh Hoa
 
De thi hoc ki i toan 12 co loi giai 2010-2011 - truonghocso.com
 De thi hoc ki i toan 12 co loi giai 2010-2011 - truonghocso.com De thi hoc ki i toan 12 co loi giai 2010-2011 - truonghocso.com
De thi hoc ki i toan 12 co loi giai 2010-2011 - truonghocso.comThế Giới Tinh Hoa
 
đạO hàm và vi phân
đạO hàm và vi phânđạO hàm và vi phân
đạO hàm và vi phânchuateonline
 
Biện luận phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối
Biện luận phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đốiBiện luận phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối
Biện luận phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đốiThopeo Kool
 
Tiếp tuyến của đồ thị hàm số
Tiếp tuyến của đồ thị hàm sốTiếp tuyến của đồ thị hàm số
Tiếp tuyến của đồ thị hàm sốtuituhoc
 
chuyen de ung dung cua dao ham va bt lien quan
chuyen de ung dung cua dao ham va bt lien quanchuyen de ung dung cua dao ham va bt lien quan
chuyen de ung dung cua dao ham va bt lien quanVũ Hồng Toàn
 

What's hot (15)

tinh don dieu_cua_ham_so.1
tinh don dieu_cua_ham_so.1tinh don dieu_cua_ham_so.1
tinh don dieu_cua_ham_so.1
 
Sự biến thiên của hàm số
Sự biến thiên của hàm sốSự biến thiên của hàm số
Sự biến thiên của hàm số
 
200 cau-khaosathamso2 (1) 09
200 cau-khaosathamso2 (1) 09200 cau-khaosathamso2 (1) 09
200 cau-khaosathamso2 (1) 09
 
Chuyen de dao ham
Chuyen de dao ham Chuyen de dao ham
Chuyen de dao ham
 
Hàm số ôn thi đại học
Hàm số ôn thi đại họcHàm số ôn thi đại học
Hàm số ôn thi đại học
 
4 khao sat-ham_so_www.mathvn.com
4 khao sat-ham_so_www.mathvn.com4 khao sat-ham_so_www.mathvn.com
4 khao sat-ham_so_www.mathvn.com
 
100 bai toan ks cua thay tran si tung
100 bai toan ks cua thay tran si tung100 bai toan ks cua thay tran si tung
100 bai toan ks cua thay tran si tung
 
Khao sat ve_do_thi
Khao sat ve_do_thiKhao sat ve_do_thi
Khao sat ve_do_thi
 
Toan pt.de033.2011
Toan pt.de033.2011Toan pt.de033.2011
Toan pt.de033.2011
 
Thi thử toán vmf 2012 lần 3 đáp án
Thi thử toán vmf 2012 lần 3 đáp ánThi thử toán vmf 2012 lần 3 đáp án
Thi thử toán vmf 2012 lần 3 đáp án
 
De thi hoc ki i toan 12 co loi giai 2010-2011 - truonghocso.com
 De thi hoc ki i toan 12 co loi giai 2010-2011 - truonghocso.com De thi hoc ki i toan 12 co loi giai 2010-2011 - truonghocso.com
De thi hoc ki i toan 12 co loi giai 2010-2011 - truonghocso.com
 
đạO hàm và vi phân
đạO hàm và vi phânđạO hàm và vi phân
đạO hàm và vi phân
 
Biện luận phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối
Biện luận phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đốiBiện luận phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối
Biện luận phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối
 
Tiếp tuyến của đồ thị hàm số
Tiếp tuyến của đồ thị hàm sốTiếp tuyến của đồ thị hàm số
Tiếp tuyến của đồ thị hàm số
 
chuyen de ung dung cua dao ham va bt lien quan
chuyen de ung dung cua dao ham va bt lien quanchuyen de ung dung cua dao ham va bt lien quan
chuyen de ung dung cua dao ham va bt lien quan
 

Similar to 200 cau khao sat ham so

200caukhaosathamso 130720043224-phpapp01
200caukhaosathamso 130720043224-phpapp01200caukhaosathamso 130720043224-phpapp01
200caukhaosathamso 130720043224-phpapp01vanthuan1982
 
200 cau-khaosathamso2
200 cau-khaosathamso2200 cau-khaosathamso2
200 cau-khaosathamso2Huynh ICT
 
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham soHuynh ICT
 
Chuyendekhaosathamsodaydu transitung00001-140105042016-phpapp01 (1)
Chuyendekhaosathamsodaydu transitung00001-140105042016-phpapp01 (1)Chuyendekhaosathamsodaydu transitung00001-140105042016-phpapp01 (1)
Chuyendekhaosathamsodaydu transitung00001-140105042016-phpapp01 (1)Thông Báo Messenger
 
Chuyên đề luyện thi đại học môn toán năm 2014
Chuyên đề luyện thi đại học môn toán năm 2014Chuyên đề luyện thi đại học môn toán năm 2014
Chuyên đề luyện thi đại học môn toán năm 2014Huynh ICT
 
01 khao sat va ve do thi ham so p1
01 khao sat va ve do thi ham so p101 khao sat va ve do thi ham so p1
01 khao sat va ve do thi ham so p1diemthic3
 
100 bai-toan-khao-sat-kshs-tran-si-tung
100 bai-toan-khao-sat-kshs-tran-si-tung100 bai-toan-khao-sat-kshs-tran-si-tung
100 bai-toan-khao-sat-kshs-tran-si-tungvanthuan1982
 
Chuyên đề luyện thi đạo học
Chuyên đề luyện thi đạo họcChuyên đề luyện thi đạo học
Chuyên đề luyện thi đạo họcTít Thiện
 
chuyen de tich phan on thi dai hoc
chuyen de tich phan on thi dai hocchuyen de tich phan on thi dai hoc
chuyen de tich phan on thi dai hocHoàng Thái Việt
 
Ky thuat khao sat ham so va ve do thi
Ky thuat khao sat ham so va ve do thiKy thuat khao sat ham so va ve do thi
Ky thuat khao sat ham so va ve do thiNguyễn Quốc Bảo
 
Khao sat ham so 50 cau
Khao sat ham so 50 cauKhao sat ham so 50 cau
Khao sat ham so 50 cauHuynh ICT
 
Mathvn.com 50 cau hoi phu kshs dai hoc 2011 - www.mathvn.com
Mathvn.com   50 cau hoi phu kshs dai hoc 2011 - www.mathvn.comMathvn.com   50 cau hoi phu kshs dai hoc 2011 - www.mathvn.com
Mathvn.com 50 cau hoi phu kshs dai hoc 2011 - www.mathvn.comHuynh ICT
 
101kshs thptbinhson.info
101kshs thptbinhson.info101kshs thptbinhson.info
101kshs thptbinhson.infoDuy Duy
 

Similar to 200 cau khao sat ham so (20)

200caukhaosathamso 130720043224-phpapp01
200caukhaosathamso 130720043224-phpapp01200caukhaosathamso 130720043224-phpapp01
200caukhaosathamso 130720043224-phpapp01
 
200 cau-khaosathamso2
200 cau-khaosathamso2200 cau-khaosathamso2
200 cau-khaosathamso2
 
Khao sat-ham-so
Khao sat-ham-soKhao sat-ham-so
Khao sat-ham-so
 
200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so200 cau khao sat ham so
200 cau khao sat ham so
 
Chuyendekhaosathamsodaydu transitung00001-140105042016-phpapp01 (1)
Chuyendekhaosathamsodaydu transitung00001-140105042016-phpapp01 (1)Chuyendekhaosathamsodaydu transitung00001-140105042016-phpapp01 (1)
Chuyendekhaosathamsodaydu transitung00001-140105042016-phpapp01 (1)
 
Chuyên đề khao sat ham so
Chuyên đề khao sat ham soChuyên đề khao sat ham so
Chuyên đề khao sat ham so
 
Chuyên đề khao sat ham so
Chuyên đề khao sat ham soChuyên đề khao sat ham so
Chuyên đề khao sat ham so
 
Chuyên đề khao sat ham so
Chuyên đề khao sat ham soChuyên đề khao sat ham so
Chuyên đề khao sat ham so
 
CHUYÊN ĐỀ: LTĐH TOÁN 2014
CHUYÊN ĐỀ: LTĐH TOÁN 2014CHUYÊN ĐỀ: LTĐH TOÁN 2014
CHUYÊN ĐỀ: LTĐH TOÁN 2014
 
Chuyên đề luyện thi đại học môn toán năm 2014
Chuyên đề luyện thi đại học môn toán năm 2014Chuyên đề luyện thi đại học môn toán năm 2014
Chuyên đề luyện thi đại học môn toán năm 2014
 
100 bai
100 bai100 bai
100 bai
 
01 khao sat va ve do thi ham so p1
01 khao sat va ve do thi ham so p101 khao sat va ve do thi ham so p1
01 khao sat va ve do thi ham so p1
 
100 bai-toan-khao-sat-kshs-tran-si-tung
100 bai-toan-khao-sat-kshs-tran-si-tung100 bai-toan-khao-sat-kshs-tran-si-tung
100 bai-toan-khao-sat-kshs-tran-si-tung
 
Chuyên đề luyện thi đạo học
Chuyên đề luyện thi đạo họcChuyên đề luyện thi đạo học
Chuyên đề luyện thi đạo học
 
chuyen de tich phan on thi dai hoc
chuyen de tich phan on thi dai hocchuyen de tich phan on thi dai hoc
chuyen de tich phan on thi dai hoc
 
Ky thuat khao sat ham so va ve do thi
Ky thuat khao sat ham so va ve do thiKy thuat khao sat ham so va ve do thi
Ky thuat khao sat ham so va ve do thi
 
Bai tap giai tich 12 htv
Bai tap giai tich 12 htvBai tap giai tich 12 htv
Bai tap giai tich 12 htv
 
Khao sat ham so 50 cau
Khao sat ham so 50 cauKhao sat ham so 50 cau
Khao sat ham so 50 cau
 
Mathvn.com 50 cau hoi phu kshs dai hoc 2011 - www.mathvn.com
Mathvn.com   50 cau hoi phu kshs dai hoc 2011 - www.mathvn.comMathvn.com   50 cau hoi phu kshs dai hoc 2011 - www.mathvn.com
Mathvn.com 50 cau hoi phu kshs dai hoc 2011 - www.mathvn.com
 
101kshs thptbinhson.info
101kshs thptbinhson.info101kshs thptbinhson.info
101kshs thptbinhson.info
 

200 cau khao sat ham so

  • 1. www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam TRẦN SĨ TÙNG ---- õö & õö ---- TÀI LIỆU ÔN THI ĐẠI HỌC – CAO ĐẲNG Năm 2012
  • 2. Trang 1 www.MATHVN.com ÌD £ 0 ÌD £ 0 ÌD £ 0 ÌD £ 0 2 Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số KSHS 01: TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ A. Kiến thức cơ bản Giả sử hàm số y = f (x) có tập xác định D. • Hàm số f đồng biến trên D ¤ y¢ ≥ 0,"x Œ D thuộc D. và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu hạn điểm • Hàm số f nghịch biến trên D ¤ y¢ £ 0,"x Œ D thuộc D. • Nếu y' = ax2 + bx + c (a ≠ 0) thì: và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu hạn điểm + y' ≥ 0,"x Œ R ¤ Ïa > 0 Ó + y' £ 0,"x Œ R ¤ Ïa < 0 Ó • Định lí về dấu của tam thức bậc hai g(x) = ax2 + bx + c (a ≠ 0) : + Nếu D < 0 thì g(x) luôn cùng dấu với a. + Nếu D = 0 thì g(x) luôn cùng dấu với a (trừ x = - b ) 2a + Nếu D> 0 thì g(x) có hai nghiệm x1, x2 và trong khoảng hai nghiệm thì g(x) khác dấu với a, ngoài khoảng hai nghiệm thì g(x) cùng dấu với a. • So sánh các nghiệm x1, x2 của tam thức bậc hai g(x) = ax + bx + c với số 0: ÏD ≥ 0Ô ÏD ≥ 0Ô + x1 £ x2 < 0 ¤ ÌP > 0 + 0 < x1 £ x2 ¤ ÌP > 0 + x1 < 0 < x2 ¤ P < 0 ÔÓS < 0 • g(x) £ m,"x Œ(a;b) ¤ max g(x) £ m ; (a;b) ÔÓS > 0 g(x) ≥ m,"x Œ(a;b) ¤ min g(x) ≥ m (a;b) B. Một số dạng câu hỏi thƣờng gặp 1. Tìm điều kiện để hàm số y = f (x) đơn điệu trên tập xác định (hoặc trên từng khoảng xác định). • Hàm số f đồng biến trên D ¤ y¢ ≥ 0,"x Œ D thuộc D. và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu hạn điểm • Hàm số f nghịch biến trên D ¤ y¢ £ 0,"x Œ D thuộc D. • Nếu y' = ax2 + bx + c (a ≠ 0) thì: và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu hạn điểm + y' ≥ 0,"x Œ R ¤ Ïa > 0 Ó + y' £ 0,"x Œ R ¤ Ïa < 0 Ó 2. Tìm điều kiện để hàm số y = f (x) = ax3 + bx2 + cx + d Ta có: y¢ = f ¢(x) = 3ax2 + 2bx + c . đơn điệu trên khoảng (a ;b ) . a) Hàm số f đồng biến trên (a ;b ) hạn điểm thuộc (a ;b ) . Trường hợp 1: ¤ y¢ ≥ 0,"x Œ(a ;b ) và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu • Nếu bất phương trình f ¢(x) ≥ 0 ¤ h(m) ≥ g(x) (*) thì f đồng biến trên (a ;b ) ¤ h(m) ≥ max g(x) (a ;b )
  • 3. Trang 2 www.MATHVN.com Ì Ì Ì Ì Ó Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng • Nếu bất phương trình f ¢(x) ≥ 0 ¤ h(m) £ g(x) (**) thì f đồng biến trên (a ;b ) ¤ h(m) £ min g(x) (a ;b ) Trường hợp 2: Nếu bất phương trình f ¢(x) ≥ 0 không đưa được về dạng (*) thì đặt t = x -a . Khi đó ta có: y¢ = g(t) = 3at2 + 2(3aa + b)t + 3aa2 +2ba + c . Ŕ Hàm số f đồng biến trên khoảng (-•;a) ¤ g(t) ≥ 0,"t < 0 ¤ Ïa > 0 ⁄D £ 0 Ïa > 0 ÔD > 0ÌS > 0 Ó Ô ÔÓP ≥ 0 Ïa > 0 Ŕ Hàm số f đồng biến trên khoảng (a;+•) ¤ g(t) ≥ 0,"t > 0 ¤ Ïa > 0 ⁄D £ 0 ÔD > 0ÌS < 0 b) Hàm số f nghịch biến trên (a ;b ) hạn điểm thuộc (a ;b ) . Trường hợp 1: Ó Ô ÔÓP ≥ 0 ¤ y¢ ≥ 0,"x Œ(a ;b ) và y¢ = 0 chỉ xảy ra tại một số hữu • Nếu bất phương trình f ¢(x) £ 0 ¤ h(m) ≥ g(x) (*) thì f nghịch biến trên (a ;b ) ¤ h(m) ≥ max g(x) (a ;b ) • Nếu bất phương trình f ¢(x) ≥ 0 ¤ h(m) £ g(x) (**) thì f nghịch biến trên (a ;b ) ¤ h(m) £ min g(x) (a ;b ) Trường hợp 2: Nếu bất phương trình f ¢(x) £ 0 không đưa được về dạng (*) thì đặt t = x -a . Khi đó ta có: y¢ = g(t) = 3at2 + 2(3aa + b)t + 3aa2 +2ba + c . Ŕ Hàm số f nghịch biến trên khoảng (-•;a) ¤ g(t) £ 0,"t < 0 ¤ Ïa < 0 ⁄D £ 0 Ïa < 0 ÔD > 0ÌS > 0 Ó Ô ÔÓP ≥ 0 Ïa < 0 Ŕ Hàm số f nghịch biến trên khoảng (a;+•) ¤ g(t) £ 0,"t > 0 ¤ Ïa < 0 ⁄D £ 0 ÔD > 0ÌS < 0 3. Tìm điều kiện để hàm số y = f (x) = ax3 + bx2 + cx + d bằng k cho trƣớc. Ó Ô ÔÓP ≥ 0 đơn điệu trên khoảng có độ dài Ïa ≠ 0 • f đơn điệu trên khoảng (x1; x2 ) ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 2 2 ¤ Ì D > 0 (1) • Biến đổi x1 - x2 = d thành (x1 + x2 ) - 4x1x2 = d (2) • Sử dụng định lí Viet đưa (2) thành phương trình theo m. • Giải phương trình, so với điều kiện (1) để chọn nghiệm. 2 4. Tìm điều kiện để hàm số a) Đồng biến trên (-•;a) . b) Đồng biến trên (a;+•). y = ax + bx + c dx + e (2), (a,d ≠ 0)
  • 4. Trang 3 www.MATHVN.com c) Đồng biến trên (a;b ) . 2 Tập xác định: D = R Ï-e¸ , y' = adx + 2aex + be - dc = f (x) Ì d ˝ 2 2 Ó ˛ (dx + e) (dx + e) Trƣờng hợp 1 Trƣờng hợp 2 Nếu: f (x) ≥ 0 ¤ g(x) ≥ h(m) (i) Nếu bpt: f (x) ≥ 0 không đưa được về dạng (i) thì ta đặt: t = x -a . Khi đó bpt: f (x) ≥ 0 trở thành: g(t) ≥ 0 , với: g(t) = adt2 + 2a(da + e)t + ada2 + 2aea + be - dc a) (2) đồng biến trên khoảng (-•;a) Ï-e aÌ d ÔÓg(x) ≥ h(m),"x < a Ï-e ≥a¤ Ô d Ì Ôh(m) £ min g(x) Ó (-•;a ] a) (2) đồng biến trên khoảng (-•;a) Ï-e Ì d ÔÓg(t) ≥ 0,"t < 0 (ii) Ïa > 0 (ii) ¤ Ïa > 0 ⁄ ÔD > 0ÌD £ 0 ÌS > 0 Ó Ô ÔÓP ≥ 0b) (2) đồng biến trên khoảng (a;+•) Ï-e aÌ d ÔÓg(x) ≥ h(m),"x > a Ï-e £ a¤ Ô d Ì Ôh(m) £ min g(x) Ó [a ;+•) b) (2) đồng biến trên khoảng (a;+•) Ï-e Ì d ÔÓg(t) ≥ 0,"t > 0 (iii) Ïa > 0 (iii) ¤ Ïa > 0 ⁄ ÔD > 0ÌD £ 0 ÌS < 0 Ó Ô ÔÓP ≥ 0c) (2) đồng biến trên khoảng (a;b ) Ï-e œ(a;b ) ¤ Ô Ì d ÔÓg(x) ≥ h(m),"x Œ(a;b ) Ï-e œ(a;b )¤ Ô d Ì Ôh(m) £ min g(x) Ó [a ;b ] ax2 + bx + c 5. Tìm điều kiện để hàm số y = (2), (a,d ≠ 0) dx + e a) Nghịch biến trên (-•;a) . b) Nghịch biến trên (a;+•). c) Nghịch biến trên (a;b ) . 2 Tập xác định: D = R Ï-e¸ , y' = adx + 2aex + be - dc = f (x) Ì d ˝ 2 2 Ó ˛ (dx + e) (dx + e) Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số ¤ Ô ≥ ¤ Ô ≥a ¤ Ô £ ¤ Ô £ a
  • 5. Trang 4 www.MATHVN.com Trƣờng hợp 1 Trƣờng hợp 2 Nếu f (x) £ 0 ¤ g(x) ≥ h(m) (i) Nếu bpt: f (x) ≥ 0 không đưa được về dạng (i) thì ta đặt: t = x -a . Khi đó bpt: f (x) £ 0 trở thành: g(t) £ 0 , với: g(t) = adt2 + 2a(da + e)t + ada2 + 2aea + be - dc a) (2) nghịch biến trên khoảng (-•;a) Ï-e aÌ d ÔÓg(x) ≥ h(m),"x < a Ï-e ≥a¤ Ô d Ì Ôh(m) £ min g(x) Ó (-•;a ] a) (2) đồng biến trên khoảng (-•;a) Ï-e Ì d ÔÓg(t) £ 0,"t < 0 (ii) Ïa < 0 (ii) ¤ Ïa < 0 ⁄ ÔD > 0ÌD £ 0 ÌS > 0 Ó Ô ÔÓP ≥ 0b) (2) nghịch biến trên khoảng (a;+•) Ï-e aÌ d ÔÓg(x) ≥ h(m),"x > a Ï-e £ a¤ Ô d Ì Ôh(m) £ min g(x) Ó [a ;+•) b) (2) đồng biến trên khoảng (a;+•) Ï-e Ì d ÔÓg(t) £ 0,"t > 0 (iii) Ïa < 0 (iii) ¤ Ïa < 0 ⁄ ÔD > 0ÌD £ 0 ÌS < 0 Ó Ô ÔÓP ≥ 0c) (2) đồng biến trong khoảng (a;b ) Ï-e œ(a;b ) ¤ Ô Ì d ÔÓg(x) ≥ h(m),"x Œ(a;b ) Ï-e œ(a;b )¤ Ô d Ì Ôh(m) £ min g(x) Ó [a ;b ] Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng ¤ Ô ≥ ¤ Ô ≥a ¤ Ô £ ¤ Ô £ a
  • 6. Trang 5 www.MATHVN.com Ì Ì Î 2 4 Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số Câu 1. Cho hàm số y = 1 (m -1)x3 + mx2 +(3m - 2)x 3 (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số (1) khi m = 2 . 2) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số (1) đồng biến trên tập xác định của nó. • Tập xác định: D = R. y ¢= (m -1)x2 + 2mx + 3m - 2 . (1) đồng biến trên R ¤ y ¢≥ 0, "x ¤ m ≥ 2 Câu 2. Cho hàm số y = x3 + 3x2 - mx - 4 (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 0 . 2) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số (1) đồng biến trên khoảng (-•;0). • Tập xác định: D = R. y ¢= 3x2 + 6x - m . y¢ có D¢ = 3(m + 3) . + Nếu m £ -3 thì D¢ £ 0 fi y¢ ≥ 0,"x fi hàm số đồng biến trên R fi m £ -3 thoả YCBT. + Nếu m > -3 thì D¢ > 0 fi PT y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 (x1 < x2 ) . Khi đó hàm số đồng biến trên các khoảng (-•;x1),(x2; +•) . Do đó hàm số đồng biến trên khoảng (-•;0) ¤ 0 £ x1 < x2 Vậy: m £ -3. ÏD¢ > 0 ¤ Ô P ≥ 0 ÔÓS > 0 Ïm > -3 ¤ Ô -m ≥ 0 ÔÓ-2 > 0 (VN) Câu 3. Cho hàm số y = 2x3 -3(2m +1)x2 + 6m(m +1)x +1 có đồ thị (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0. 2) Tìm m để hàm số đồng biến trên khoảng (2;+•) • Tập xác định: D = R. y' = 6x2 - 6(2m +1)x + 6m(m +1) có D = (2m +1)2 - 4(m2 + m) =1 > 0 y' = 0 ¤ Èx = m Íx = m +1 . Hàm số đồng biến trên các khoảng (-•;m), (m +1;+•) Do đó: hàm số đồng biến trên (2;+•) ¤ m +1£ 2 ¤ m £ 1 Câu 4. Cho hàm số y = x3 + (1- 2m)x2 + (2 - m)x + m + 2 . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để hàm đồng biến trên khoảng K = (0;+•) . • Hàm đồng biến trên (0;+•) ¤ y ¢= 3x2 + 2(1- 2m)x + (2 - m) ≥ 0 với "x Œ(0;+•) 2 ¤ f (x) = 3x 2 + 2x + 2 ≥ m4x +1 với "x Œ(0;+•) Ta có: f ¢(x) = 6(2x + x -1) = 0 ¤ 2x2 + x -1 = 0 ¤ x = -1; x = 1 (4x +1)2 2 Lập BBT của hàm f (x) trên (0;+•), từ đó ta đi đến kết luận: f Ê 1 ˆ ≥ m ¤ 5 ≥ m . Á ˜ Ë ¯ Câu hỏi tương tự: a) y = 1 (m +1)x3 -(2m -1)x2 + 3(2m -1)x +1 3 (m ≠ -1), K = (-•;-1). ĐS: m ≥ 4 11 b) y = 1 (m +1)x3 -(2m -1)x2 + 3(2m -1)x +1 3 c) y = 1 (m +1)x3 -(2m -1)x2 + 3(2m -1)x +1 3 (m ≠ -1), K = (1;+•). ĐS: m ≥ 0 (m ≠ -1), K = (-1;1) . ĐS: m ≥ 1 2
  • 7. Trang 6 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng Câu 5. Cho hàm số y = 1 (m2 -1)x3 + (m -1)x2 - 2x +1 (1) (m ≠ ±1) . 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 0. 2) Tìm m để hàm nghịch biến trên khoảng K = (-•;2) . • Tập xác định: D = R; y¢ = (m2 -1)x2 +2(m -1)x - 2 . Đặt t = x Ŕ2 ta được: y¢ = g(t) = (m2 -1)t2 + (4m2 + 2m - 6)t + 4m2 + 4m -10 Hàm số (1) nghịch biến trong khoảng (-•;2) ¤ g(t) £ 0, "t < 0 Ïm2 -1< 0 Ïa < 0 Ô 2 Ïa < 0 ÏÔm2 -1< 0 ÔD > 0 Ô3m - 2m -1> 0 TH1: ÌD £ 0 ¤ Ì 2 TH2: ÌS > 0 ¤ Ì4m2 + 4m -10 £ 0 Ó ÔÓ3m - 2m -1£ 0 Ô Ô-2m -3ÔÓP ≥ 0 Ô > 0 ÔÓ m +1 Vậy: Với -1 £ m <1 thì hàm số (1) nghịch biến trong khoảng (-•;2). 3 Câu 6. Cho hàm số y = 1 (m2 -1)x3 + (m -1)x2 - 2x +1 (1) (m ≠ ±1) . 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 0. 2) Tìm m để hàm nghịch biến trên khoảng K = (2;+•) . • Tập xác định: D = R; y¢ = (m2 -1)x2 +2(m -1)x - 2 . Đặt t = x Ŕ2 ta được: y¢ = g(t) = (m2 -1)t2 + (4m2 + 2m - 6)t + 4m2 + 4m -10 Hàm số (1) nghịch biến trong khoảng (2;+•) ¤ g(t) £ 0, "t > 0 Ïm2 -1< 0 Ïa < 0 Ô 2 Ïa < 0 ÏÔm2 -1< 0 ÔD > 0 Ô3m - 2m -1> 0 TH1: ÌD £ 0 ¤ Ì 2 TH2: ÌS < 0 ¤ Ì4m2 + 4m -10 £ 0 Ó ÔÓ3m - 2m -1£ 0 Ô Ô-2m -3ÔÓP ≥ 0 Ô < 0 ÔÓ m +1 Vậy: Với -1< m <1 thì hàm số (1) nghịch biến trong khoảng (2;+•) Câu 7. Cho hàm số y = x3 + 3x2 + mx + m (1), (m là tham số). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 3. 2) Tìm m để hàm số (1) nghịch biến trên đoạn có độ dài bằng 1. • Ta có y' = 3x2 + 6x + m có D¢ = 9 - 3m . + Nếu m ≥ 3 thì y¢ ≥ 0,"x Œ R fi hàm số đồng biến trên R fi m ≥ 3 không thoả mãn. + Nếu m < 3 thì y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 (x1 < x2 ) . Hàm số nghịch biến trên đoạn ÈÎx ;x ˘ với độ dài l = x - x . Ta có: x + x = -2; x x = m . 1 2 ˚ 1 2 1 2 1 2 3 YCBT ¤ l =1 ¤ x - x =1 ¤ (x + x )2 - 4x x =1 ¤ m = 9 . 1 2 1 2 1 2 4 Câu 8. Cho hàm số y = -2x3 + 3mx2 -1 (1). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm các giá trị của m để hàm số (1) đồng biến trong khoảng (x1; x2 ) với x2 - x1 =1. • y' = -6x2 + 6mx , y' = 0 ¤ x = 0 ⁄ x = m . + Nếu m = 0 fi y¢ £ 0,"x Œ° fi hàm số nghịch biến trên ° fi m = 0 không thoả YCBT.
  • 8. Trang 7 www.MATHVN.com Í(x ;x ) = (m;0) Í0 - m =1 Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số + Nếu m ≠ 0 , y¢ ≥ 0,"x Œ(0;m) khi m > 0 hoặc y¢ ≥ 0,"x Œ(m;0) khi m < 0 . Vậy hàm số đồng biến trong khoảng (x1; x2 ) với x2 - x1 =1 ¤ È(x1;x2 ) = (0;m) và x Î 1 2 2 - x1 =1 ¤ Èm - 0 =1 ¤ m = ±1. Î Câu 9. Cho hàm số y = x4 - 2mx2 -3m +1 (1), (m là tham số). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1. 2) Tìm m để hàm số (1) đồng biến trên khoảng (1; 2). • Ta có y' = 4x3 - 4mx = 4x(x2 - m) + m £ 0 , y ¢≥ 0,"x Œ(0;+•) fi m £ 0 thoả mãn. + m > 0 , y ¢= 0 có 3 nghiệm phân biệt: - m, 0, m . Hàm số (1) đồng biến trên (1; 2) ¤ m £ 1 Câu hỏi tương tự: ¤ 0 < m £ 1. Vậy mŒ(-•;1˘˚ . a) Với y = x4 - 2(m -1)x2 + m - 2 ; y đồng biến trên khoảng (1;3) . ĐS: m £ 2 . Câu 10. Cho hàm số y = mx + 4 x + m (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = -1. 2) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số (1) nghịch biến trên khoảng (-•;1) . 2 • Tập xác định: D = R {–m}. y ¢= m -4 . (x + m)2 Hàm số nghịch biến trên từng khoảng xác định ¤ y ¢< 0 ¤ -2 < m < 2 Để hàm số (1) nghịch biến trên khoảng (-•;1) thì ta phải có -m ≥1 ¤ m £ -1 Kết hợp (1) và (2) ta được: -2 < m £ -1. (1) (2) 2 2 -3 + Câu 11. Cho hàm số y = x x m x -1 (2). Tìm m để hàm số (2) đồng biến trên khoảng (-•;-1) . 2 • Tập xác định: D = R {1}. y' = 2x -4x + 3- m = (x -1)2 f (x) . (x -1)2 Ta có: f (x) ≥ 0 ¤ m £ 2x2 - 4x + 3. Đặt g(x) = 2x2 - 4x + 3 fi g'(x) = 4x - 4 Hàm số (2) đồng biến trên (-•;-1) ¤ y' ≥ 0, "x Œ(-•;-1) ¤ m £ min (-•;-1] g(x) Dựa vào BBT của hàm số g(x), "x Œ(-•;-1] ta suy ra m £ 9 . Vậy m £ 9 thì hàm số (2) đồng biến trên (-•;-1) 2 2 -3 + Câu 12. Cho hàm số y = x x m x -1 (2). Tìm m để hàm số (2) đồng biến trên khoảng (2;+•). 2 • Tập xác định: D = R {1}. y' = 2x -4x + 3- m = (x -1)2 f (x) . (x -1)2 Ta có: f (x) ≥ 0 ¤ m £ 2x2 - 4x + 3. Đặt g(x) = 2x2 - 4x + 3 fi g'(x) = 4x - 4 Hàm số (2) đồng biến trên (2;+•) ¤ y' ≥ 0, "x Œ(2;+•) ¤ m £ min g(x) [2;+•)
  • 9. Trang 8 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng Dựa vào BBT của hàm số g(x), "x Œ(-•;-1] ta suy ra m £ 3 . Vậy m £ 3 thì hàm số (2) đồng biến trên (2;+•). 2x2 -3x + m Câu 13. Cho hàm số y = (2). x -1 Tìm m để hàm số (2) đồng biến trên khoảng (1;2) . 2x2 - 4x + 3- m f (x) • Tập xác định: D = R {1}. y' = = . (x -1)2 (x -1)2 Ta có: f (x) ≥ 0 ¤ m £ 2x2 - 4x + 3. Đặt g(x) = 2x2 - 4x + 3 fi g'(x) = 4x - 4 Hàm số (2) đồng biến trên (1;2) ¤ y' ≥ 0, "x Œ(1;2) ¤ m £ min g(x) [1;2] Dựa vào BBT của hàm số g(x), "x Œ(-•;-1] ta suy ra m £ 1. Vậy m £ 1 thì hàm số (2) đồng biến trên (1;2) . x2 - 2mx + 3m2 Câu 14. Cho hàm số y = (2). 2m - x Tìm m để hàm số (2) nghịch biến trên khoảng (-•;1) . -x2 + 4mx - m2 f (x) • Tập xác định: D = R {2m} . y' = = .Đặt t = x -1. (x - 2m)2 (x - 2m)2 Khi đó bpt: f (x) £ 0 trở thành: g(t) = -t2 - 2(1- 2m)t - m2 + 4m -1£ 0 Hàm số (2) nghịch biến trên (-•;1) ¤ y' £ 0, "x Œ(-•;1) ¤ Ï2m >1 Ì g(t) £ 0, "t < 0 (i) Ó ÈD' = 0 Èm = 0 ÍÏD' > 0 ÍÏm ≠ 0 Èm = 0(i) ¤ ÍÔ S > 0 ¤ ÍÔ 4m - 2 > 0 ¤ Í ÍÌ ÍÌ Îm ≥ 2 + 3 ÎÍÔÓP ≥ 0 ÍÔm2 - 4m +1≥ 0 Î Ó Vậy: Với m ≥ 2 + 3 thì hàm số (2) nghịch biến trên (-•;1) . x2 - 2mx + 3m2 Câu 15. Cho hàm số y = (2). 2m - x Tìm m để hàm số (2) nghịch biến trên khoảng (1;+•) . -x2 + 4mx - m2 f (x) • Tập xác định: D = R {2m} . y' = = .Đặt t = x -1. (x - 2m)2 (x - 2m)2 Khi đó bpt: f (x) £ 0 trở thành: g(t) = -t2 - 2(1- 2m)t - m2 + 4m -1£ 0 Hàm số (2) nghịch biến trên (1;+•) ¤ y' £ 0, "x Œ(1;+•) ¤ Ï2m <1 Ìg(t) £ 0, "t > 0 (ii) Ó ÈD' = 0 Èm = 0 ÍÏD' > 0 ÍÏm ≠ 0 (ii) ¤ ÍÔ S < 0 ¤ ÍÔ4m - 2 < 0 ¤ m £ 2 - 3 ÍÌ ÍÌ ÍÎÔÓP ≥ 0 ÍÔm2 - 4m +1≥ 0 Î Ó Vậy: Với m £ 2 - 3 thì hàm số (2) nghịch biến trên (1;+•)
  • 10. Trang 9 www.MATHVN.com Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số KSHS 02: CỰC TRỊCỦA HÀM SỐ Dạng 1: Cực trị của hàm số bậc 3: y = f (x) = ax3 + bx2 + cx + d A. Kiến thức cơ bản • Hàm số có cực đại, cực tiểu ¤ phương trình y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt. • Hoành độ x1,x2 của các điểm cực trị là các nghiệm của phương trình y¢ = 0 . • Để viết phương trình đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu, ta có thể sử dụng phương pháp tách đạo hàm. Ŕ Phân tích y = f ¢(x).q(x) + h(x) . Ŕ Suy ra y1 = h(x1), y2 = h(x2 ) . Do đó phương trình đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu là: y = h(x) . • Gọi a là góc giữa hai đường thẳng d : y = k x + b , d : y = k x + b thì tana = k1 - k2 1 1 1 2 2 2 1+ k k1 2 B. Một số dạng câu hỏi thƣờng gặp Gọi k là hệ số góc của đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu. 1. Tìm điều kiện để đƣờng thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu song song (vuông góc) với đƣờng thẳng d : y = px + q . Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu. Ŕ Viết phương trình đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu. Ŕ Giải điều kiện: k = p (hoặc k = - 1 ). p 2. Tìm điều kiện để đƣờng thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu tạo với đƣờng thẳng d : y = px + q một góc a . Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu. Ŕ Viết phương trình đường thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu. Ŕ Giải điều kiện: k - p = tana . (Đặc biệt nếu d ≡ Ox, thì giải điều kiện: k = tana ) 1+ kp 3. Tìm điều kiện để đƣờng thẳng đi qua các điểm cực đại, cực tiểu cắt hai trục Ox, Oy tại hai điểm A, B sao cho DIAB có diện tích S cho trƣớc (với I là điểm cho trƣớc). Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu. Ŕ Viết phương trình đường thẳng D đi qua các điểm cực đại, cực tiểu. Ŕ Tìm giao điểm A, B của D với các trục Ox, Oy. Ŕ Giải điều kiện SDIAB = S . 4. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B sao cho DIAB có diện tích S cho trƣớc (với I là điểm cho trƣớc). Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu. Ŕ Viết phương trình đường thẳng D đi qua các điểm cực đại, cực tiểu. Ŕ Giải điều kiện SDIAB = S . 5. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B đối xứng qua đƣờng thẳng d cho trƣớc. Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu. Ŕ Viết phương trình đường thẳng D đi qua các điểm cực đại, cực tiểu. Ŕ Gọi I là trung điểm của AB. Ŕ Giải điều kiện: ÏD ^ d .ÌI Œd Ó 5. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B cách đều đƣờng thẳng d cho trƣớc. Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu.
  • 11. Trang 10 www.MATHVN.com Hàm số có cực trị thuộc K1 = (-•;a) Hàm số có cực trị thuộc K2 = (a;+•) Hàm số có cực trị trên khoảng (-•;a) ¤ f (x) = 0 có nghiệm trên (-•;a) . ¤ g(t) = 0 có nghiệm t < 0 ÈP < 0 ÍÏD' ≥ 0 ¤ ÍÔ S < 0 ÎÍÔÓP ≥ 0 Hàm số có cực trị trên khoảng (a;+•) ¤ f (x) = 0 có nghiệm trên (a;+•) . ¤ g(t) = 0 có nghiệm t > 0 ÈP < 0 ÍÏD' ≥ 0 ¤ ÍÔ S > 0 ÍÎ ÔÓP ≥ 0 Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng Ŕ Giải điều kiện: d(A,d) = d(B,d) . 6. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B và khoảng cách giữa hai điểm A, B là lớn nhất (nhỏ nhất). Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu. Ŕ Tìm toạ độ các điểm cực trị A, B (có thể dùng phương trình đường thẳng qua hai điểm cực trị). Ŕ Tính AB. Dùng phương pháp hàm số để tìm GTLN (GTNN) của AB. 7. Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu và hoành độ các điểm cực trị thoả hệ thức cho trƣớc. Ŕ Tìm điều kiện để hàm số có cực đại, cực tiểu. Ŕ Phân tích hệ thức để áp dụng định lí Vi-et. 8. Tìm điều kiện để hàm số có cực trị trên khoảng K1 = (-•;a) hoặc K2 = (a;+•) . y' = f (x) = 3ax2 + 2bx + c . Đặt t = x -a . Khi đó: y' = g(t) = 3at2 + 2(3aa + b)t + 3aa2 + 2ba + c ÍÌ ÍÌ 9. Tìm điều kiện để hàm số có hai cực trị x1, x2 thoả: a) x1 <a < x2 b) x1 < x2 < a c) a < x1 < x2 y' = f (x) = 3ax2 + 2bx + c . Đặt t = x -a . Khi đó: y' = g(t) = 3at2 + 2(3aa + b)t + 3aa2 + 2ba + c a) Hàm số có hai cực trị x1,x2 thoả x1 <a < x2 ¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t1,t2 thoả t1 < 0 < t2 ¤ P < 0 b) Hàm số có hai cực trị x1,x2 thoả x1 < x2 < a ÏD' > 0 ¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t ,t thoả t < t < 0 ¤ Ô S < 0 1 2 1 2 Ì ÔÓP > 0 c) Hàm số có hai cực trị x1, x2 thoả a < x1 < x2 ÏD' > 0 ¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t ,t thoả 0 < t < t ¤ Ô S > 0 1 2 1 2 Ì ÔÓP > 0
  • 12. Trang 11 www.MATHVN.com Á 3 3 ˜ Î Ì g(-1) = m -3 ≠ 0 Ó ¤ 1 2 Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số Câu 1. Cho hàm số y = -x3 + 3mx2 + 3(1- m2 )x + m3 - m2 (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1. 2) Viết phương trình đường thẳng qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số (1). • y ¢= -3x2 + 6mx + 3(1- m2 ) . PT y ¢= 0 có D =1 > 0, "m Chia y cho y¢ ta được: fi Đồ thị hàm số (1) luôn có 2 điểm cực trị (x1; y1), (x2;y2 ). y = Ê 1 x - m ˆ y ¢+ 2x - m2 + m Ë ¯ Khi đó: y = 2x - m2 + m ; y = 2x -m2 + m 1 1 2 2 PT đường thẳng qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số (1) là y = 2x - m2 + m . Câu 2. Cho hàm số y = x3 + 3x2 + mx + m - 2 (m là tham số) có đồ thị là (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m = 3. 2) Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu nằm về hai phía đối với trục hoành. • PT hoành độ giao điểm của (C) và trục hoành: x3 + 3x2 + mx + m - 2 = 0 (1) Èx = -1 ¤ Íg(x) = x2 + 2x + m - 2 = 0 (2) (Cm) có 2 điểm cực trị nằm về 2 phía đối với trục Ox ¤ PT (1) có 3 nghiệm phân biệt ¤ (2) có 2 nghiệm phân biệt khác –1 ¤ ÏD ¢= 3- m > 0 Ó ¤ m < 3 Câu 3. Cho hàm số y = -x3 + (2m +1)x2 -(m2 -3m + 2)x - 4 (m là tham số) có đồ thị là (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m = 1. 2) Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu nằm về hai phía của trục tung. • y ¢= -3x2 + 2(2m +1)x -(m2 -3m + 2) . (Cm) có các điểm CĐ và CT nằm về hai phía của trục tung ¤ PT y¢ = 0 dấu ¤ 3(m2 -3m + 2) < 0 ¤ 1< m < 2 . có 2 nghiệm trái Câu 4. Cho hàm số y = 1 x3 - mx2 + (2m -1)x -3 (m là tham số) có đồ thị là (Cm). 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m = 2. 2) Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại, cực tiểu nằm về cùng một phía đối với trục tung. • TXĐ: D = R ; y ¢= x2 - 2mx + 2m -1. Đồ thị (Cm) có 2 điểm CĐ, CT nằm cùng phía đối với trục tung ¤ y ¢= 0 Ïm ≠ 1 có 2 nghiệm phân biệt cùng dấu ¤ ÏD¢ = m2 - 2m +1 > 0 Ì 2m -1 > 0 Ô Ì m > 1 . ÔÓ 2 Câu 5. Cho hàm số y = x3 -3x2 - mx + 2 (m là tham số) có đồ thị là (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m = 1. 2) Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu cách đều đường thẳng y = x -1. • Ta có: y' = 3x2 - 6x - m . Hàm số có CĐ, CT ¤ y' = 3x2 - 6x - m = 0 có 2 nghiệm phân biệt x ;x
  • 13. Trang 12 www.MATHVN.com ¤ D' = 9 + 3m > 0 ¤ m > -3 (*)
  • 14. Trang 12 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng Gọi hai điểm cực trị là A(x1;y1 );B(x2;y2 ) Thực hiện phép chia y cho y¢ ta được: y = Ê 1 x - 1 ˆ y'+ Ê 2m - 2 ˆ x + Ê 2 + m ˆ Á 3 3 ˜ Á 3 ˜ Á 3 ˜ Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯ fi y = y(x ) = Ê 2m - 2 ˆ x + 2 + m ; y = y(x ) = Ê 2m - 2 ˆ x + 2 + m 1 1 Á 3 ˜ 1 3 2 2 Á 3 ˜ 2 3 Ë ¯ Ë ¯ fi Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là D: y = Ê 2m - 2 ˆ x + 2 + m Á 3 ˜ 3 Ë ¯ Các điểm cực trị cách đều đường thẳng y = x -1 ¤ xảy ra 1 trong 2 trường hợp: TH1: Đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị song song hoặc trùng với đường thẳng y = x -1 ¤ 2m - 2 =1 ¤ m = 9 (không thỏa (*)) 3 2 TH2: Trung điểm I của AB nằm trên đường thẳng y = x -1 ¤ y = x -1¤ y1 + y2 = x1 + x2 -1¤ Ê 2m - 2 ˆ (x + x )+ 2 Ê 2 + m ˆ = (x + x )- 2 I I 2 2 Á 3 ˜ 1 2 Á 3 ˜ 1 2 Ë ¯ Ë ¯ ¤ Ê 2m - 2 ˆ .2 + 2 Ê 2 + m ˆ = 0 ¤ m = 0 Á 3 ˜ Á 3 ˜ Ë ¯ Ë ¯ Vậy các giá trị cần tìm của m là: m = 0 . Câu 6. Cho hàm số y = x3 -3mx2 + 4m3 (m là tham số) có đồ thị là (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m = 1. 2) Xác định m để (Cm) có các điểm cực đại và cực tiểu đối xứng nhau qua đường thẳng y = x. • Ta có: y¢ = 3x2 - 6mx ; y¢ = 0 ¤ Èx = 0 . Để hàm số có cực đại và cực tiểu thì m ≠ 0. Íx = 2mÎ uuur Đồ thị hàm số có hai điểm cực trị là: A(0; 4m3 ), B(2m; 0) fi AB = (2m;-4m3 ) Trung điểm của đoạn AB là I(m; 2m3 ) A, B đối xứng nhau qua đường thẳng d: y = x ¤ ÏAB ^ d ¤ ÏÔ2m - 4m3 = 0 ¤ 2 ÌI Œd Ì 3 m = ± Ó ÔÓ2m = m 2 Câu 7. Cho hàm số y = -x3 + 3mx2 -3m -1. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Với giá trị nào của m thì đồ thị hàm số có điểm cực đại và điểm cực tiểu đối xứng với nhau qua đường thẳng d: x + 8y - 74 = 0 . • y ¢= -3x2 + 6mx ; y ¢= 0 ¤ x = 0 ⁄ x = 2m . Hàm số có CĐ, CT ¤ PT y ¢= 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ m ≠ 0 .uuur Khi đó 2 điểm cực trị là: A(0;-3m -1), B(2m;4m3 -3m -1) fi AB(2m;4m3 ) Trung điểm I của AB có toạ độ: I(m;2m3 -3m -1) Đường thẳng d: x + 8y - 74 = 0 có một VTCP u = (8;-1) . A và B đối xứng với nhau qua d ¤ ÏI Œd ¤ ÏÔmuuur+r8(2m3 - 3m -1)- 74 = 0 ¤Ì AB ^ d Ì m = 2 Ó ÔÓAB.u = 0 Câu hỏi tương tự: a) y = x3 -3x2 + m2 x + m,d : y = 1 x - 5 . ĐS: m = 0 . 2 2 Câu 8. Cho hàm số y = x3 -3x2 + mx (1).
  • 15. Trang 13 www.MATHVN.com 2 3 Ì Ì I Œd Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0. 2) Với giá trị nào của m thì đồ thị hàm số (1) có các điểm cực đại và điểm cực tiểu đối xứng với nhau qua đường thẳng d: x - 2y - 5 = 0 . • Ta có y = x3 -3x2 + mx fi y' = 3x2 - 6x + m Hàm số có cực đại, cực tiểu ¤ y ¢= 0 có hai nghiệm phân biệt ¤ D¢ = 9 -3m > 0 ¤ m < 3Ta có: y = Ê 1 x - 1 ˆ y ¢+ Ê 2 m - 2 ˆ x + 1 m Á 3 3 ˜ Á 3 ˜ 3 Ë ¯ Ë ¯fi đường thẳng D đi qua các điểm cực trị có phương trình y = Ê 2 m - 2 ˆ x + 1 m Á 3 ˜ 3 Ë ¯ nên D có hệ số góc k = 2 m - 2 . 1 3 d: x - 2y - 5 = 0 ¤ y = 1 x - 5 2 2 1 fi d có hệ số góc k2 = 2 Để hai điểm cực trị đối xứng qua d thì ta phải có d ^ D 1 Ê 2 ˆ fi k1k2 = -1 ¤ Á m - 2˜ = -1 ¤ m = 0 Ë ¯ Với m = 0 thì đồ thị có hai điểm cực trị là (0; 0) và (2; –4), nên trung điểm của chúng là I(1; –2). Ta thấy I Œ d, do đó hai điểm cực trị đối xứng với nhau qua d. Vậy: m = 0 Câu 9. Cho hàm số y = x3 -3(m +1)x2 + 9x + m - 2 (1) có đồ thị là (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Với giá trị nào của m thì đồ thị hàm số có điểm cực đại và điểm cực tiểu đối xứng với nhau qua đường thẳng d: y = 1 x . 2 • y' = 3x2 - 6(m +1)x + 9 Hàm số có CĐ, CT ¤ D' = 9(m +1)2 -3.9 > 0 ¤ mŒ(-•;-1- 3)»(-1+ 3;+•) Ta có y = Ê 1 x - m +1ˆ y ¢- 2(m2 + 2m - 2)x + 4m +1 Á 3 3 ˜ Ë ¯ Giả sử các điểm cực đại và cực tiểu là A(x1;y1), B(x2; y2 ), I là trung điểm của AB. fi y = -2(m2 + 2m - 2)x + 4m +1; y = -2(m2 + 2m - 2)x + 4m +1 1 1 2 2 và: Ïx1 + x2 = 2(m +1) Óx1.x2 = 3 Vậy đường thẳng đi qua hai điểm cực đại và cực tiểu là y = -2(m2 + 2m - 2)x + 4m +1 A, B đối xứng qua (d): y = 1 x 2 ¤ ÏAB ^ d Ó ¤ m = 1. Câu 10. Cho hàm số y = x3 -3(m +1)x2 + 9x - m , với m là tham số thực. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số đã cho ứng với m = 1. 2) Xác định m để hàm số đã cho đạt cực trị tại x1, x2 • Ta có y' = 3x2 - 6(m +1)x + 9. sao cho x1 - x2 £ 2 . + Hàm số đạt cực đại, cực tiểu tại x1, x2 ¤ PT y' = 0 có hai nghiệm phân biệt x1, x2 ¤ PT x2 - 2(m +1)x + 3 = 0 có hai nghiệm phân biệt là x1, x2 .
  • 16. Trang 14 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng ¤ D' = (m +1)2 -3 > 0 ¤ Èm > -1+ 3 (1) Í Îm < -1- 3 + Theo định lý Viet ta có x1 + x2 = 2(m +1); x1x2 = 3. Khi đó: x - x £ 2 ¤ (x + x )2 - 4x x £ 4 ¤ 4(m +1)2 -12 £ 4 ¤ (m +1)2 £ 4 ¤ -3 £ m £ 1 (2)1 2 1 2 1 2 + Từ (1) và (2) suy ra giá trị của m cần tìm là -3 £ m < -1- 3 và -1+ 3 < m £ 1. Câu 11. Cho hàm số y = x3 + (1- 2m)x2 + (2 - m)x + m + 2 , với m là tham số thực. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số đã cho ứng với m = 1. 2) Xác định m để hàm số đã cho đạt cực trị tại x , x sao cho x - x > 1 . 1 2 1 2 3 • Ta có: y' = 3x2 + 2(1- 2m)x + (2 - m) Hàm số có CĐ, CT ¤ y' = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 (giả sử x1 < x2 ) 2 2 È m > 5 ¤ D' = (1- 2m) -3(2 - m) = 4m - m - 5 > 0 ¤ Í 4 (*)Ím < -1 Î Hàm số đạt cực trị tại các điểm x ,x . Khi đó ta có: x + x = - 2(1- 2m) ; x x = 2 - m 1 2 1 2 3 1 2 3 x - x > 1 ¤ (x - x ) 2 = (x + x ) 2 - 4x x > 1 1 2 3 1 2 1 2 1 2 9 ¤ 4(1- 2m)2 - 4(2 - m) >1 ¤ 16m2 -12m - 5 > 0 ¤ m > 3+ 29 ⁄ m < 3- 29 8 8 Kết hợp (*), ta suy ra m > 3+ 29 ⁄ m < -1 8 Câu 12. Cho hàm số y = 1 x3 - mx2 + mx -1, với m là tham số thực. 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số đã cho ứng với m = 1. 2) Xác định m để hàm số đã cho đạt cực trị tại x1, x2 sao cho x1 - x2 ≥ 8. • Ta có: y' = x2 - 2mx + m . Hàm số có CĐ, CT ¤ y' = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 (giả sử x1 < x2 ) ¤ D¢ = m2 - m > 0 ¤ Èm < 0 (*). Khi đó: x + x = 2m, x x = m .Ím >1 1 2 1 2 Î È m £ 1- 65 Í x - x ≥ 8 ¤ (x - x )2 ≥ 64 ¤ m2 - m -16 ≥ 0 ¤ Í 2 (thoả (*)) 1 2 1 2 Í 1+ 65 ÍÎ m ≥ 2 Câu 13. Cho hàm số y = 1 x3 -(m -1)x2 + 3(m - 2)x + 1 , với m là tham số thực. 3 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số đã cho ứng với m = 2 . 2) Xác định m để hàm số đã cho đạt cực trị tại x1, x2 sao cho x1 + 2x2 =1. • Ta có: y ¢= x2 - 2(m -1)x + 3(m - 2) Hàm số có cực đại và cực tiểu ¤ y ¢= 0 có hai nghiệm phân biệt x1, x2 ¤ D¢ > 0 ¤ m2 - 5m + 7 > 0 (luôn đúng với "m)
  • 17. Trang 15 www.MATHVN.com Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số Khi đó ta có: Ïx1 + x2 = 2(m -1) ¤ ÏÔx2 = 3- 2m Ì Ì Óx1x2 = 3(m - 2) ÔÓx2 (1- 2x2 )= 3(m - 2) ¤ 8m2 +16m - 9 = 0 ¤ m = -4 ± 34 . 4 Câu 14. Cho hàm số y = 4x3 + mx2 -3x . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0. 2) Tìm m để hàm số có hai điểm cực trị x1, x2 thỏa x1 = -4x2 . • y ¢=12x2 + 2mx -3 . Ta có: D¢ = m2 + 36 > 0, "m fi hàm số luôn có 2 cực trị x , x .1 2 Khi đó: Ï x = -4x ; x + x = - m ; x x 1 fi m 9 Ì 1 2 1 2 1 2 = - = ± Ó 6 4 2 Câu hỏi tương tự: a) y = x3 + 3x2 + mx +1; x + 2x = 3 ĐS: m = -105 . 1 2 Câu 15. Cho hàm số y = 1 x3 - ax2 -3ax + 4 (1) (a là tham số). 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi a = 1. 2) Tìm a để hàm số (1) đạt cực trị tại x1 , x2 phân biệt và thoả mãn điều kiện: x 2 + 2ax + 9a a2 1 2 + = 2 (2) a2 x 2 + 2ax + 9a2 1 • y¢ = x2 - 2ax -3a . Hàm số có CĐ, CT ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x , x 1 2 ¤ D = 4a2 +12a > 0 ¤ Èa < -3 (*). Khi đó x + x = 2a , x x = -3a . Ía > 0 1 2 1 2 Î Ta có: x 2 + 2ax + 9a = 2a(x + x )+12a = 4a2 +12a > 01 2 1 2 Tương tự: x 2 + 2ax + 9a = 4a2 +12a > 0 2 1 4a2 +12a a2 4a2 +12a Do đó: (2) ¤ + = 2 ¤ = 1 ¤ 3a(a + 4)= 0 ¤ a = -4 a2 4a2 +12a a2 Câu 16. Cho hàm số y = 2x3 + 9mx2 +12m2 x +1 (m là tham số). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = Ŕ1. 2) Tìm các giá trị của m để hàm số có cực đại tại xCĐ, cực tiểu tại xCT thỏa mãn: x2 = x . CÑ CT • Ta có: y¢ = 6x2 +18mx +12m2 = 6(x2 + 3mx + 2m2 ) Hàm số có CĐ và CT ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x ,x ¤ D = m2 > 0 ¤ m ≠ 01 2 Khi đó: x = 1 (-3m - m ), x = 1 (-3m + m ). 1 2 2 2 Dựa vào bảng xét dấu y¢, suy ra xCÑ = x1, xCT = x22 Do đó: x2 = x ¤ Ê -3m - m ˆ = -3m + m ¤ m = -2 . CÑ CT Á 2 ˜ 2 Ë ¯ Câu 17. Cho hàm số y = (m + 2)x3 + 3x2 + mx - 5 , m là tham số. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 0.
  • 18. Trang 16 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng 2) Tìm các giá trị của m để các điểm cực đại, cực tiểu của đồ thị hàm số đã cho có hoành độ là các số dương. • Các điểm cực đại, cực tiểu của đồ thị hàm số đã cho có hoành độ là các số dương ¤ PT y' = 3(m + 2)x2 + 6x + m = 0 có 2 nghiệm dương phân biệt Ïa = (m + 2) ≠ 0ÔD' = 9 -3m(m + 2) > 0 ÏD' = -m2 - 2m + 3 > 0 Ï-3 < m <1 Ô¤ Ô P = m > 0 ¤ Ô m < 0 ¤ Ô m < 0 ¤ -3 < m < -2 Ì Ì Ì Ô 3(m + 2) Ôm + 2 < 0 ÓÔm < -2ÔS = -3 > 0 Ó ÔÓ m + 2 Câu 18. Cho hàm số y = 1 x3 - 1 mx2 + (m2 -3)x (1), m là tham số. 3 2 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 0. 2) Tìm các giá trị của m để hàm số (1) có các điểm cực trị x1,x2 với x1 > 0,x2 > 0 và x2 + x2 = 5 . 1 2 2 • y¢ = x2 - mx + m2 -3 ; y¢ = 0 ¤ x2 - mx + m2 -3 = 0 (2) ÏD > 0 ÔP > 0 Ï 3 < m < 2 14YCBT ¤ Ô S > 0 ¤ Ô ¤ m = . Ì Ì 14 2Ô 5 Ôm = ± Ôx2 + x2 = Ó 2 Ó 1 2 2 Câu 19. Cho hàm số y = x3 + (1- 2m)x2 + (2 - m)x + m + 2 (m là tham số) (1). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số (1) khi m = 2. 2) Tìm các giá trị của m để đồ thị hàm số (1) có điểm cực đại, điểm cực tiểu, đồng thời hoành độ của điểm cực tiểu nhỏ hơn 1. • y ¢= 3x2 + 2(1- 2m)x + 2 - m = g(x) YCBT ¤ phương trình y ¢= 0 có hai nghiệm phân biệt x1, x2 thỏa mãn: x1 < x2 <1. ÏD¢ = 4m2 - m - 5 > 0 ¤ Ôg(1) = -5m + 7 > 0 ¤ 5 < m < 7 . Ì 4 5 ÔS = 2m -1 < 1 ÔÓ2 3 Câu 20. Cho hàm số y = m x3 + (m - 2)x2 + (m -1)x + 2 (Cm). 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để hàm số có cực đại tại x1, cực tiểu tại x2 thỏa mãn x1 < x2 <1. • Ta có: y¢ = mx2 + 2(m - 2)x + m -1; y¢ = 0 ¤ mx2 + 2(m - 2)x + m -1 = 0 (1) Hàm số có CĐ ,CT thỏa mãn x1 < x2 <1 khi m > 0 và (1) có 2 nghiệm phân biệt bé hơn 1 Đặt t = x -1 fi x = t +1, thay vào (1) ta được: m(t +1)2 + 2(m - 2)(t +1) + m -1= 0 ¤ mt2 + 4(m -1)t + 4m - 5 = 0 (1) có 2 nghiệm phân biệt bé hơn 1 ¤ (2) có 2 nghiệm âm phân biệt
  • 19. Trang 17 www.MATHVN.com Ô Í ÏD' = 4m2 - m - 5 > 0 3m + 5 ≥ 0 Ô Trần Sĩ Tùng Ïm > 0 www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số ¤ ÔD¢ > 0 5 m 4 ÌP > 0 ÔÓS < 0 ¤ < < . 4 3 Câu 21. Cho hàm số y = x3 + (1- 2m)x2 + (2 - m)x + m + 2 (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để hàm số có ít nhất 1 điểm cực trị có hoành độ thuộc khoảng (-2;0) . • Ta có: y¢ = 3x2 + 2(1- 2m)x + 2 - m; y¢ = 0 ¤ 3x2 + 2(1- 2m)x + 2 - m = 0 (*) Hàm số có ít nhất 1 cực trị thuộc (-2;0) ¤ (*) có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 và có ít nhất 1 È-2 < x1 < x2 < 0 (1) nghiệm thuộc (-2;0) ¤ Í-2 < x1 < 0 £ x2 (2) Ta có: ÍÎx1 £ -2 < x2 < 0 (3) Ï4m2 - m - 5 > 0 ÏD' = 4m2 - m - 5 > 0 Ô 2m -1 Ô Ô Ô x1 + x2 -2 < < 0 Ô 3 10 (1) ¤ Ì -2 < 2 < 0 ¤ Ì 4(2m -1) 2 - m ¤ - < m < -1 Ô(x1 + 2)(x2 + 2)> 0 Ô4 + 3 + 3 > 0 7 Ô Ô ÔÓx1x2 > 0 Ô2 - m > 0 ÏD' = 4m2 - m - 5 > 0 [Ô 3 Ï4m2 - m - 5 > 0 Ôm ≥ 2 Ô f (0)= 2 - m £ 0 Ô 2m 1 Ô Ô - (2) ¤ Ì (x + 2)+ (x + 2)> 0 ¤ Ì 3 > -2 ¤ m ≥ 2 Ô 1 2 Ô Ô(x1 + 2)(x2 + 2)> 0 Ô2 - m 4(2m -1) 4 0 Ó + + >
  • 20. Trang 18 www.MATHVN.com Ó 3 3 Ï4m2 - m - 5 > 0 Ô Ô Ô (3) ¤ Ô f ( -2)=10 + 6m £ 0 ¤ Ô2m -1 0 ¤ - 5 £ m < -1 Ì Ì < Ôx1 + x2 < 0 Ô 3 3 ÓÔx1x2 > 0 Ô2 - m > 0 [Ô 3 Tóm lại các giá trị m cần tìm là: mŒ È - 5 ;-1 ˆ » È2;+•) Í 3 ˜ Î Î ¯Câu 22. Cho hàm số y = x3 -3x2 + 2 (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1). 2) Tìm điểm M thuộc đường thẳng d: y = 3x - 2 sao tổng khoảng cách từ M tới hai điểm cực trị nhỏ nhất. • Các điểm cực trị là: A(0; 2), B(2; –2). Xét biểu thức g(x,y) = 3x - y - 2 ta có: g(xA ,yA) = 3xA - yA - 2 = -4 < 0; g(xB ,yB ) = 3xB - yB - 2 = 6 > 0 fi 2 điểm cực đại và cực tiểu nằm về hai phía của đường thẳng d: y = 3x - 2 . Do đó MA + MB nhỏ nhất ¤ 3 điểm A, M, B thẳng hàng ¤ M là giao điểm của d và AB. Phương trình đường thẳng AB: y = -2x + 2 Tọa độ điểm M là nghiệm của hệ: Ïy = 3x - 2 ¤ Ï x = 4 ; y = 2 fi M Ê 4 ; 2 ˆ Ì y = -2x + 2 Ì 5 5 Á 5 5 ˜ Ó Ó Ë ¯
  • 21. Trang 18 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng Câu 23. Cho hàm số y = x3 -3mx2 + 3(m2 -1)x - m3 + m (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1. 2) Tìm m để hàm số (1) có cực trị đồng thời khoảng cách từ điểm cực đại của đồ thị hàm số đến gốc tọa độ O bằng 2 lần khoảng cách từ điểm cực tiểu của đồ thị hàm số đến gốc tọa độ O. • Ta có y ¢= 3x2 - 6mx + 3(m2 -1). Hàm số (1) có cực trị ¤ PT y ¢= 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ x2 - 2mx + m2 -1= 0 có 2 nhiệm phân biệt ¤ D =1 > 0,"m Khi đó: điểm cực đại A(m -1;2 - 2m) và điểm cực tiểu B(m +1;-2 - 2m) Ta có OA = 2OB ¤ m2 + 6m +1 = 0 ¤ Èm = -3+ 2 2 . Í Îm = -3- 2 2 Câu 24. Cho hàm số y = x3 -3x2 - mx + 2 có đồ thị là (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để (Cm) có các điểm cực đại, cực tiểu và đường thẳng đi qua các điểm cực trị song song với đường thẳng d: y = -4x + 3. • Ta có: y' = 3x2 - 6x - m . Hàm số có CĐ, CT ¤ y' = 0 có 2 nghiệm phân biệt x ,x 1 2 ¤ D' = 9 + 3m > 0 ¤ m > -3 (*) Gọi hai điểm cực trị là A(x1;y1 );B(x2;y2 ) Thực hiện phép chia y cho y¢ ta được: y = Ê 1 x - 1 ˆ y'- Ê 2m + 2 ˆ x + Ê 2 - m ˆ Á 3 3 ˜ Á 3 ˜ Á 3 ˜ Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯ fi y = y(x )= - Ê 2m + 2 ˆ x + Ê 2 - m ˆ ; y = y(x )= - Ê 2m + 2 ˆ x + Ê 2 - m ˆ 1 1 Á 3 ˜ 1 Á 3 ˜ 2 2 Á 3 ˜ 2 Á 3 ˜ Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯ fi Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là D: y = - Ê 2m + 2 ˆ x + Ê 2 - m ˆ Á 3 ˜ Á 3 ˜ Ë ¯ Ë ¯Ï - Ê 2m + 2 ˆ = -4 Ô Á ˜ D // d: y = -4x + 3 ¤ Ô Ë 3 ¯ ¤ m = 3 (thỏa mãn (*)) Ì ÔÊ 2 - m ˆ ≠ 3 ÔÁ 3 ˜ ÓË ¯ Câu hỏi tương tự: a) y = 1 x3 - mx2 + (5m - 4)x + 2 , d :8x + 3y + 9 = 0 ĐS: m = 0; m = 5 . 3 Câu 25. Cho hàm số y = x3 + mx2 + 7x + 3 có đồ thị là (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 5. 2) Tìm m để (Cm) có các điểm cực đại, cực tiểu và đường thẳng đi qua các điểm cực trị vuông góc với đường thẳng d: y = 3x - 7 . • Ta có: y' = 3x2 + 2mx + 7. Hàm số có CĐ, CT ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt x ,x . 1 2 ¤ D' = m2 - 21 > 0 ¤ m > 21 (*) Gọi hai điểm cực trị là A(x1;y1 );B(x2;y2 ) Thực hiện phép chia y cho y¢ ta được: y = Ê 1 x + 1 ˆ y'+ 2 (21- m2 )x + Ê 3 - 7m ˆ Á 3 9 ˜ 9 Á 9 ˜ Ë ¯ Ë ¯ fi y = y(x ) = 2 (21- m2 )x + Ê 3- 7m ˆ ; y = y(x ) = 2 (21- m2 )x + Ê 3- 7m ˆ 1 1 9 1 Á 9 ˜ 2 2 9 2 Á 9 ˜ Ë ¯ Ë ¯
  • 22. Trang 19 www.MATHVN.com 1 2 = - Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số fi Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là D: y = 2 (21- m2 )x + 3 - 7m 9 9 Ï m > 21 D ^ d: y = -4x + 3¤ Ô 2 ¤ m 3 10 . Ì (21- m2 ).3 = -1 = ± 2 ÔÓ9 Câu 26. Cho hàm số y = x3 -3x2 - mx + 2 có đồ thị là (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để (Cm) có các điểm cực đại, cực tiểu và đường thẳng đi qua các điểm cực trị tạo với đường thẳng d: x + 4y - 5 = 0 một góc a = 450 . • Ta có: y' = 3x2 - 6x - m . Hàm số có CĐ, CT ¤ y' = 0 có 2 nghiệm phân biệt x ;x ¤ D' = 9 + 3m > 0 ¤ m > -3 (*) Gọi hai điểm cực trị là A(x1;y1 );B(x2;y2 ) Thực hiện phép chia y cho y¢ ta được: y = Ê 1 x - 1 ˆ y'- Ê 2m + 2 ˆ x + Ê 2 - m ˆ Á 3 3 ˜ Á 3 ˜ Á 3 ˜ Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯ fi y = y(x )= - Ê 2m + 2 ˆ x + Ê 2 - m ˆ ; y = y(x )= - Ê 2m + 2 ˆ x + Ê 2 - m ˆ 1 1 Á 3 ˜ 1 Á 3 ˜ 2 2 Á 3 ˜ 2 Á 3 ˜ Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯ Ë ¯fi Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là D: y = - Ê 2m + 2 ˆ x + Ê 2 - m ˆ Á 3 ˜ Á 3 ˜ Đặt k = - Ê 2m + 2 ˆ . Đường thẳng d: x + 4y - 5 = 0 Ë ¯ Ë ¯ có hệ số góc bằng - 1 . Á 3 ˜ 4 Ë ¯ k + 1 È k + 1 =1- 1 k È k = 3 È m 39 Í Í Í = - Ta có: tan 45o = 4 ¤ Í 4 4 ¤ Í 5 ¤ Í 10 1- 1 k Ík + 1 = -1+ 1 k Ík 5 Ím 1 = - = - 4 ÍÎ 4 4 ÍÎ 3 ÍÎ 2 Kết hợp điều kiện (*), suy ra giá trị m cần tìm là: m 1 . 2 Câu hỏi tương tự: a) y = x3 -3(m -1)x2 + (2m2 -3m + 2)x - m(m -1) , d : y = -1 x + 5 , a = 450 . ĐS: m = 3± 15 4 2 Câu 27. Cho hàm số y = x3 -3x2 + 2 (C). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số . 2) Tìm m để đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của (C) tiếp xúc với đường tròn (S) có phương trình (x - m)2 + (y - m -1)2 = 5 . • Phương trình đường thẳng D đi qua hai điểm cực trị 2x + y - 2 = 0 . (S) có tâm I(m,m +1) và bán kính R= 5 . 2m + m +1- 2 D tiếp xúc với (S) ¤ = 5 ¤ 3m -1 = 5 5 ¤ m = 2; m = -4 . 3
  • 23. Trang 20 www.MATHVN.com Câu 28. Cho hàm số y = x3 -3mx + 2 (Cm ) . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để đường thẳng đi qua điểm cực đại, cực tiểu của(Cm )cắt đường tròn tâm I(1;1) , bán kính bằng 1 tại hai điểm phân biệt A, B sao cho diện tích DIAB đạt giá trị lớn nhất .
  • 24. Trang 20 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng • Ta có y' = 3x2 -3m . Hàm số có CĐ, CT ¤ PT y' = 0 có hai nghiệm phân biệt ¤ m > 0 Vì y = 1 x.y¢- 2mx + 2 nên đường thẳng D đi qua các điểm CĐ, CT của đồ thị hàm số có 3 phương trình là: y = -2mx + 2 2m -1 Ta có d (I,D)= < R =1 (vì m > 0) fi D luôn cắt đường tròn tâm I(1; 1), bán kính R 4m2 +1 = 1 tại 2 điểm A, B phân biệt. Với m ≠ 1 : D không đi qua I, ta có:S = 1 IA.IB.sin AIB £ 1 R2 = 1 2 DABI 2 2 2 Nên S đạt GTLN bằng 1 khi sinˆAIB =1 hay DAIB vuông cân tại I ¤ IH = R = 1 DIAB 2 2 2 2m -1 1 2 ± 3 ¤ = ¤ m = (H là trung điểm của AB) 4m2 +1 2 2 Câu 29. Cho hàm số y = x3 + 6mx2 + 9x + 2m (1), với m là tham số thực. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để đồ thị hàm số (1) có hai điểm cực trị sao cho khoảng cách từ gốc toạ độ O đến đường thẳng đi qua hai điểm cực trị bằng 4 . 5 • Ta có: y¢ = 3x2 +12mx + 9 . Hàm số có 2 điểm cực trị ¤ PT y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ D' = 4m2 - 3 > 0 ¤ m > 3 hoặc m < - 3 (*) 2 2 Khi đó ta có: y = Ê x + 2m ˆ .y¢ + (6 -8m2 )x - 4m Á 3 3 ˜ Ë ¯ fi đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị của đồ thị hàm số (1) có PT là: D : y = (6 -8m2 )x - 4m -4m 4 Èm = ±1 d(O,D) = = ¤ 64m4 -101m2 + 37 = 0 ¤ Í 37 ¤ m = ±1. (6 -8m2 )2 +1 5 Í Ím = ± 8 (loaïi) Î Câu 30. Cho hàm số y = x3 -3x2 + (m - 6)x + m - 2 (1), với m là tham số thực. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 2. 2) Tìm m để đồ thị hàm số (1) có hai điểm cực trị sao cho khoảng cách từ điểm A(1;-4) đến đường thẳng đi qua hai điểm cực trị bằng 12 . 265 • Ta có: y¢ = 3x2 - 6x + m - 6 . Hàm số có 2 điểm cực trị ¤ PT y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ D¢ = 32 -3(m - 6) > 0 ¤ m < 9 (*) Ta có: y = 1 (x -1).y¢ + Ê 2 m - 6 ˆ x + 4 m - 43 Á 3 ˜ 3 Ë ¯ fi PT đường thẳng qua 2 điểm cực trị D: y = Ê 2 m - 6 ˆ x + 4 m - 4Á 3 ˜ 3 Ë ¯ 6m -18 12 Èm =1 fi d(A,D) = = ¤ Í 1053 (thoả (*)) 4m2 - 72m + 333 265 Ím = 249 Î
  • 25. Trang 21 www.MATHVN.com Á 2 4 ˜ Í x = -m Î Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số Câu 31. Cho hàm số y = x3 -3x2 + mx +1 (1), với m là tham số thực. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0. 2) Tìm m để đồ thị hàm số (1) có hai điểm cực trị sao cho khoảng cách từ điểm I Ê 1 ; 11ˆ Ë ¯ đến đường thẳng đi qua hai điểm cực trị là lớn nhất. • Ta có: y¢ = 3x2 - 6x + m . Hàm số có 2 điểm cực trị ¤ PT y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ D¢ > 0 ¤ m < 3 . Ta có: y = Ê x - 1 ˆ y¢ + Ê 2m - 2 ˆ x + m +1 Á 3 3 ˜ Á 3 ˜ 3 Ë ¯ Ë ¯ fi PT đường thẳng qua hai điểm cực trị là: D : y = Ê 2m - 2 ˆ x + m +1. Á 3 ˜ 3 Ë ¯ Ê 1 ˆ uur Ê 3 ˆ Dễ dàng tìm được điểm cố định của D là A - ;2 . AI = 1; . Á 2 ˜ Á ˜ Ë ¯ Gọi H là hình chiếu vuông góc của I trên D. Ta có d(I,D) = IH £ IA . Dấu "=" xảy ra ¤ IA ^ D Ë 4 ¯ ¤ 1+ Ê 2m - 2 ˆ . 3 = 0 ¤ m =1. Á 3 ˜ 4 Vậy max(d(I ,D)) = 5 4 Ë ¯ khi m = 1. 3 2 3 2 Câu 32. Cho hàm số y = x + 3(m +1)x + 3m(m + 2)x + m + 3m (Cm ) . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0. 2) Chứng minh rằng với mọi m, đồ thị (Cm) luôn có 2 điểm cực trị và khoảng cách giữa 2 điểm cực trị là không đổi. • Ta có: y¢ = 3x2 + 6(m +1)x + 6m(m + 2) ; Đồ thị (Cm) có điểm cực đại A(-2 - m;4) y¢ = 0 ¤ Èx = -2 - m . Î và điểm cực tiểu B(-m;0) fi AB = 2 5 . Câu 33. Cho hàm số y = 2x2 -3(m +1)x2 + 6mx + m3 . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để đồ thị hàm số có hai điểm cực trị A, B sao cho AB = 2 . • Ta có: y¢ = 6(x -1)(x - m) . Hàm số có CĐ, CT ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ m ≠ 1. Khi đó các điểm cực trị là A(1;m3 + 3m -1),B(m;3m2 ) . AB = 2 ¤ (m -1)2 + (3m2 - m3 -3m +1) = 2 ¤ m = 0; m = 2 (thoả điều kiện). Câu 34. Cho hàm số y = x3 -3mx2 + 3(m2 -1)x - m3 + 4m -1 (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = -1. 2) Tìm m để đồ thị của hàm số (1) có hai điểm cực trị A, B sao cho DOAB vuông tại O. • Ta có: y ¢= 3x2 - 6mx + 3(m2 -1); y ¢= 0 ¤ Èx = m +1fi y = m - 3 Í x = m -1fi y = m +1
  • 26. Trang 22 www.MATHVN.com Ím = 2 fi A(m +1;m - 3) , B(m -1;m +1) fi OA = (m +1;m - 3) , OB = (m -1;m +1) . DOAB vuông tại O ¤ OA.OB = 0 ¤ 2m2 - 2m - 4 = 0 ¤ Èm = -1 . Î
  • 27. Trang 22 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng Câu 35. Cho hàm số y = 2x2 -3(m +1)x2 + 6mx + m3 (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1. 2) Tìm m để đồ thị của hàm số (1) có hai điểm cực trị A, B sao cho tam giác ABC vuông tại C, với C(4;0) . • Ta có: y¢ = 6(x -1)(x - m) . Hàm số có CĐ, CT ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ m ≠ 1. Khi đó các điểm cực trị là A(1;m3 + 3m -1),B(m;3m2 ) . DABC vuông tại C ¤ AC.BC = 0 ¤ (m +1)ÈÎm2 (m2 - m +1) + 3m2 - 5m + 4˘˚ = 0 ¤ m = -1 Câu 36. Cho hàm số y = x3 + 3x2 + m (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = -4 . 2) Xác định m để đồ thị của hàm số (1) có hai điểm cực trị A, B sao cho ˆAOB =1200 . • Ta có: y ¢= 3x2 + 6x ; y ¢= 0 ¤ Èx = -2 fi y = m + 4 Í x = 0 fi y = m Î Vậy hàm số có hai điểm cực trị A(0 ; m) và B(-2 ; m + 4) OA = (0;m), OB = (-2;m + 4) . Để ˆAOB =1200 thì cos AOB 1 = - 2 ¤ m(m + 4) = - 1 ¤ m2 (4 + (m + 4)2 ) = -2m(m + 4) ¤ Ï-4 < m < 0 Ì 2 m2 (4 + (m + 4)2 ) 2 Ó3m + 24m + 44 = 0 Ï-4 < m < 0 -12 + 2 3¤ Ô 12 2 3 ¤ m = Ì m = - ± 3 ÔÓ 3 Câu 37. Cho hàm số y = x3 -3x2 + m2 - m +1 (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1. 2) Tìm m để đồ thị hàm số (1) có hai điểm cực đại, cực tiểu là A và B sao cho diện tích tam giác ABC bằng 7, với điểm C(Ŕ2; 4 ). • Ta có y' = 3x2 - 6x ; y' = 0 ¤ 3x2 - 6x = 0 ¤ x = 0;x = 2 fi Hàm số luôn có CĐ, CT. Các điểm CĐ, CT của đồ thị là: A(0;m2 - m +1), B(2;m2 - m -3) , AB = 22 + (-4)2 = 2 5 x - 0 y - m2 + m -1 2 Phương trình đường thẳng AB: = ¤ 2x + y - m + m -1 = 0 2 -4 1 1 m2 - m +1 2 Èm = 3 SDABC = 2 d(C, AB).AB = 2 . 5 .2 5 = m - m +1 = 7 ¤ Ím = -2 . Î Câu hỏi tương tự: a) y = x3 -3mx + 2, C(1;1),S = 18 . ĐS: m = 2 . Câu 38. Cho hàm số y = x3 -3(m +1)x2 +12mx -3m + 4 (C) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số m = 0. 2) Tìm m để hàm số có hai cực trị là A và B sao cho hai điểm này cùng với điểm C Ê -1;- 9 ˆ lập thành tam giác nhận gốc tọa độ O làm trọng tâm. Á 2 ˜ Ë ¯ • Ta có y' = 3x2 -3(m +1)x +12m . Hàm số có hai cực trị ¤ y¢ = 0 có hai nghiệm phân biệt ¤ D = (m -1)2 > 0 ¤ m ≠ 1 (*). Khi đó hai cực trị là A(2;9m), B(2m;-4m3 +12m2 -3m + 4) .
  • 28. Trang 23 www.MATHVN.com Î Í x = m -1 Î Î Î Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số Ï2 + 2m -1= 0 1DABC nhận O làm trọng tâm ¤Ô 9 ¤ m = - (thoả (*)). Ì -4m3 +12m2 + 6m + 4 - = 0 2 ÔÓ Câu 39. Cho hàm số y = f (x) = 2x3 + 3(m -3)x2 +11- 3m 2 (Cm ). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 2. 2) Tìm m để hàng. (Cm ) có hai điểm cực trị M1,M2 sao cho các điểm M1,M2 và B(0; Ŕ1) thẳng • y¢ = 6x2 + 6(m - 3) . y¢ = 0 ¤ Èx = 0 Í x = 3- m . Hàm số có 2 cực trị ¤ m ≠ 3 (*). Chia f (x) cho f ¢(x) ta được: f (x) = f ¢(x) Ê 1 x + m -3 ˆ - (m -3)2 x +11- 3m Á 3 6 ˜ Ë ¯ fi phương trình đường thẳng M1M2 là: y = -(m - 3)2 x +11- 3m M1,M2,B thẳng hàng ¤ BŒ M1M2 ¤ m = 4 (thoả (*)). 1 3 2 2 Câu 40. Cho hàm số y = x 3 - mx + (m -1)x +1 (Cm ) . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 2 . 2) Tìm m để hàm số có cực đại, cực tiểu và yCÑ + yCT > 2 . • Ta có: y¢ = x2 - 2mx + m2 -1. 3 y¢ = 0 ¤ Èx = m +1. Î È-1< m < 0 yCÑ + yCT > 2 ¤ 2m - 2m + 2 > 2 ¤ Ím >1 . Câu 41. Cho hàm số y = 1 x3 -(m +1)x2 + 4 (m +1)3 3 3 (1) (m là tham số thực). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để các điểm cực đại và cực tiểu của đồ thị (1) nằm về 2 phía (phía trong và phía ngoài) của đường tròn có phương trình (C): x2 + y2 - 4x + 3 = 0 . • y¢ = x2 - 2(m +1)x . y¢ = 0 ¤ Èx = 0 Í x = 2(m +1) . Hàm số có cực trị ¤ m ≠ -1 (1) Gọi hai điểm cực trị của đồ thị là: A Ê 0; 4 (m +1)3 ˆ , B(2(m +1);0) . Á 3 ˜ Ë ¯ (C) có tâm I(2; 0), bán kính R = 1. IA = 4 + 16 (m +1)6 , IB = 9 4m2 . A, B nằm về hai phía của (C) ¤ (IA2 - R2 )(IB2 - R2 ) < 0 ¤ 4m2 -1< 0 ¤ - 1 < m < 1 2 2 (2) Kết hợp (1), (2), ta suy ra: - 1 < m < 1 . 2 2 Câu 42. Cho hàm số y = x3 -3mx2 + 3(m2 -1)x - m3 (Cm) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = -2 . 2) Chứng minh rằng (Cm) luôn có điểm cực đại và điểm cực tiểu lần lượt chạy trên mỗi đường thẳng cố định. • y ¢= 3x2 - 6mx + 3(m2 -1); y ¢= 0 ¤ Èx = m +1 Í x = m -1
  • 29. Trang 24 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng Điểm cực đại M(m -1;2 -3m) chạy trên đường thẳng cố định: Ïx = -1+ t Ìy = 2 - 3t Ó Điểm cực tiểu N(m +1;-2 - m) chạy trên đường thẳng cố định: Ïx = 1+ t Ìy = -2 -3t Ó Câu 43. Cho hàm số y = 1 x3 - mx2 - x + m +1 (C ) . 3 m 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để đồ thị (Cm) có 2 điểm cực trị và khoảng cách giữa 2 điểm cực trị là nhỏ nhất. • Ta có: y¢ = x2 - 2mx -1; y¢ = 0 có D¢ = m2 +1 > 0,"m fi hàm số luôn có hai điểm cực trị x1, x2 . Giả sử các điểm cực trị của (Cm) là A(x1;y1),B(x2; y2 ) . Ta có: y = 1 (x - m).y¢ - 2 (m2 +1)x + 2 m +1 3 3 3 fi y = - 2 (m2 +1)x + 2 m +1; y = - 2 (m2 +1)x + 2 m +1 1 3 1 3 2 3 2 3 Do đó: AB2 = (x - x )2 + (y - y )2 = (4m2 + 4) È + 4 (m2 +1)2 ˘ ≥ 4 Ê 1+ 4 ˆ 2 1 2 1 Í1 9 ˙ Á 9 ˜ Î ˚ Ë ¯ fi AB ≥ 2 13 . Dấu "=" xảy ra ¤ m = 0 . Vậy min AB = 2 13 khi m = 0 . 3 3 Câu 44. Cho hàm số y = x3 -3x2 - mx + 2 (1). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 0. 2) Tìm m để hàm số (1) có 2 cực trị và đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị của đồ thị hàm số tạo với hai trục toạ độ một tam giác cân. • y¢ = 3x2 - 6x - m . Hàm số có 2 cực trị ¤ y¢ = 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ m > -3. Ta có: y = 1 (x -1).y¢+ Ê - 2m - 2 ˆ x + 2 - m fi Đường thẳng D đi qua 2 điểm cực trị của đồ3 Á 3 ˜ 3 Ë ¯ thị có phương trình: y = Ê - 2m - 2 ˆ x + 2 - m .Á 3 ˜ 3 Ë ¯ D cắt Ox, Oy tại A Ê m - 6 ;0 ˆ , B Ê 0; 6 - m ˆ (m ≠ 0).Á 2(m + 3) ˜ Á 3 ˜ Ë ¯ Ë ¯ Tam giác OAB cân ¤ OA = OB ¤ m - 6 = 6 - m ¤ m = 6; m = - 9 ;m 3 . = - 2(m + 3) 3 2 2 Đối chiếu điều kiện ta có m 3 . = - 2 Câu 45. Cho hàm số : y = 1 x3 - mx2 + (m2 - m +1)x +1 (1). 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1. 2) Tìm m để hàm số có cực trị trong khoảng (-•;1) . • Tập xác định D = R. y¢ = x2 - 2mx + m2 - m +1 . Đặt t = x -1fi x = t +1 ta được : y' = g(t) = t2 + 2(1- m)t + m2 - 3m + 2 Hàm số(1) có cực trị trong khoảng (-•;1) ¤ f (x) = 0 có nghiệm trong khoảng (-•;1) .
  • 30. Trang 25 www.MATHVN.com ÍÌ ¤ Í Î Ó ÍÌ ¤ Í Î Ó Ì Ì Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số ¤ g(t) = 0 có nghiệm t < 0 ÈP < 0 ÍÏD' ≥ 0 ¤ ÍÔ S < 0 ÍÎÔÓP ≥ 0 Èm2 -3m + 2 < 0 Í Ïm -1≥ 0 Ô ÍÌ2m - 2 < 0 ÍÔm2 -3m + 2 ≥ 0 ¤ 1< m < 2 Vậy: Với 1< m < 2 thì hàm số (1) có cực trị trong khoảng (-•;1) Câu 46. Cho hàm số : y = 1 x3 - mx2 + (m2 - m +1)x +1 (1). 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1. 2) Tìm m để hàm số có cực trị trong khoảng (1;+•) . • Tập xác định D = R. y¢ = x2 - 2mx + m2 - m +1 . Đặt t = x -1fi x = t +1 ta được : y' = g(t) = t2 + 2(1- m)t + m2 - 3m + 2 Hàm số(1) có cực trị trong khoảng (1;+•) ¤ f (x) = 0 có nghiệm trong khoảng (1;+•) . ¤ g(t) = 0 có nghiệm t > 0 ÈP < 0 ÍÏD' ≥ 0 ¤ ÍÔ S > 0 ÍÎ ÔÓP ≥ 0 Èm2 -3m + 2 < 0 Í Ïm -1≥ 0 Ô ÍÌ2m - 2 > 0 ÍÔm2 -3m + 2 ≥ 0 ¤ 1< m Vậy: Với m > 1 thì hàm số (1) có cực trị trong khoảng (1;+•) Câu 47. Cho hàm số : y = 1 x3 - mx2 + (m2 - m +1)x +1 (1). 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1. 2) Tìm m để hàm số có hai cực trị x1, x2 thoả mãn x1 <1< x2 . • Tập xác định D = R. y¢ = x2 - 2mx + m2 - m +1 . Đặt t = x -1fi x = t +1 ta được: y' = g(t) = t2 + 2(1- m)t + m2 -3m + 2 (1) có hai cực trị x1, x2 thoả x1 <1< x2 ¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t1,t2 thoả t1 < 0 < t2 ¤ P < 0 ¤ m2 -3m + 2 < 0 ¤ 1< m < 2 Vậy: Với 1< m < 2 thì hàm số (1) có hai cực trị x1,x2 thoả mãn x1 <1< x2 . Câu 48. Cho hàm số : y = 1 x3 - mx2 + (m2 - m +1)x +1 (1). 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1. 2) Tìm m để hàm số có hai cực trị x1, x2 thoả mãn x1 < x2 <1. • Tập xác định D = R. y¢ = x2 - 2mx + m2 - m +1 . Đặt t = x -1fi x = t +1 ta được : y' = g(t) = t2 + 2(1- m)t + m2 - 3m + 2 (1) có hai cực trị x1, x2 thoả x1 < x2 <1 ¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t1,t2 thoả t1 < t2 < 0 ÏD' > 0 ¤ Ô S < 0 ÔÓP > 0 Ïm -1> 0 ¤ Ô m2 -3m + 2 > 0 ¤ mŒ∅ . Vậy: Không có giá trị nào của m nào thoả YCBT. Ô2m - 2 < 0 Ó
  • 31. Trang 26 www.MATHVN.com Câu 49. Cho hàm số : y = 1 x3 - mx2 + (m2 - m +1)x +1 (1). 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 1. 2) Tìm m để hàm số có hai cực trị x1, x2 thoả mãn 1< x1 < x2 .
  • 32. Trang 26 www.MATHVN.com Ì Ì Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng • Tập xác định D = R. y¢ = x2 - 2mx + m2 - m +1 . Đặt t = x -1fi x = t +1 ta được : y' = g(t) = t2 + 2(1- m)t + m2 - 3m + 2 (1) có hai cực trị x1, x2 thoả 1< x1 < x2 ¤ g(t) = 0 có hai nghiệm t1,t2 thoả 0 < t1 < t2 ÏD' > 0 ¤ Ô S > 0 ÔÓP > 0 Ïm -1> 0 ¤ Ô m2 -3m + 2 > 0 ¤ m > 2 Ô2m - 2 > 0 Ó Vậy: Với m > 2 thì hàm số (1) có hai cực trị x1, x2 thoả mãn 1< x1 < x2 .
  • 33. Trang 27 www.MATHVN.com Î Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số Dạng 2: Cực trị của hàm số trùng phƣơng: y = f (x) = ax4 + bx2 + c A. Kiến thức cơ bản • Hàm số luôn nhận x = 0 làm 1 điểm cực trị. • Hàm số có 1 cực trị ¤ phương trình y¢ = 0 có 1 nghiệm. • Hàm số có 3 cực trị ¤ phương trình y¢ = 0 có 3 nghiệm phân biệt. • Khi đồ thị có 3 điểm cực trị A(0;c),B(x1; y1),C(x2 ;y2 ) thì DABC cân tại A. B. Một số dạng câu hỏi thƣờng gặp 1. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có các điểm cực trị tạo thành tam giác vuông cân hoặc tam giác đều. Ŕ Tìm điều kiện để phương trình y¢ = 0 có 3 nghiệm phân biệt. Ŕ Tìm toạ độ các điểm cực trị A, B, C. Lập luận chỉ ra DABC cân tại A. Ŕ Giải điều kiện: DABC vuông tại A ¤ AB.AC = 0 DABC đều ¤ AB = BC 2. Tìm điều kiện để đồ thị hàm số có các điểm cực trị tạo thành một tam giác có diện tích S cho trƣớc. Ŕ Tìm điều kiện để phương trình y¢ = 0 có 3 nghiệm phân biệt. Ŕ Tìm toạ độ các điểm cực trị A, B, C. Lập luận chỉ ra DABC cân tại A. Ŕ Kẻ đường cao AH. Ŕ Giải điều kiện: S = S = 1 AH.BC . ABC 2 Câu 50. Cho hàm số y = x4 - 2(m2 - m +1)x2 + m -1. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số . 2) Tìm m để đồ thị (C) có khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu ngắn nhất. • y¢ = 4x3 - 4(m2 - m +1)x ; Èx = 0 y¢ = 0 ¤ Í ÍÎx = ± . m2 - m +1 2 Khoảng cách giữa các điểm cực tiểu: d = 2 m2 - m +1 = 2 Ê m - 1 ˆ + 3 Á 2 ˜ 4 fi min d = Ë ¯ 3 ¤ m = 1 . 2 Câu 51. Cho hàm số y = 1 x4 - mx2 + 3 2 2 (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 3 . 2) Xác định m để đồ thị của hàm số (1) có cực tiểu mà không có cực đại. • y ¢= 2x3 - 2mx = 2x(x2 - m) . y ¢= 0 ¤ Èx = 0 Íx2 = m Đồ thị của hàm số (1) có cực tiểu mà không có cực đại ¤ PT y ¢= 0 có 1 nghiệm ¤ m £ 0 Câu 52. Cho hàm số y = -x4 + 2mx2 - 4 (Cm ). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 2 . 2) Tìm các giá trị của m để tất cả các điểm cực trị của (Cm ) đều nằm trên các trục toạ độ.
  • 34. Trang 28 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng • Ta có: y¢ = -4x3 + 4mx ; y¢ = 0 ¤ Èx = 0 .Í x2 = m Î + Nếu m £ 0 thì đồ thị có 1 điểm cực trị duy nhất (0;-4)ŒOy . + Nếu m > 0 thì (C ) có 3 điểm cực trị A(0;-4),B(- m;m2 - 4),C( m;m2 - 4) .m Để A, B, C nằm trên các trục toạ độ thì B, C Œ Ox ¤ Ïm > 0 ¤ m = 2 .Ì m2 - 4 = 0 Ó Vậy: m £ 0 hoặc m = 2 . Câu 53. Cho hàm số y = x4 + (3m +1)x2 -3 (với m là tham số). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = -1. 2) Tìm tất cả các giá trị của m để đồ thị hàm số có ba điểm cực trị tạo thành một tam giác cân sao cho độ dài cạnh đáy bằng 2 lần độ dài cạnh bên. 3 • Ta có: y' = 4x3 + 2(3m +1)x ; y' = 0 ¤ x = 0, x2 3m +1 . = - 2 Đồ thị hàm số có ba điểm cực trị ¤ m 1 (*). Ba điểm cực trị là: < - 3 Ê -3m -1 -(3m +1)2 ˆ Ê -3m -1 -(3m +1)2 ˆ A(0;-3) ; BÁ ; -3˜ ;CÁ - ; - 3˜ Ë 2 4 ¯ Ë 2 4 ¯ 2 Ê -3m -1ˆ Ê -3m -1 (3m +1)4 ˆ 5 DABC cân tại A ; BC = AB ¤ 9.4Á ˜ = 4Á + ˜ ¤ m = - , thoả (*). 3 Ë 2 ¯ Ë 2 16 ¯ 3 Câu 54. Cho hàm số y = f (x) = x4 + 2(m - 2)x2 + m2 - 5m + 5 (C ). m 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) hàm số khi m = 1. 2) Tìm các giá trị của m để đồ thị (Cm ) của hàm số có các điểm cực đại, cực tiểu tạo thành 1 tam giác vuông cân. • Ta có f ¢(x) = 4x3 + 4(m -2)x = 0 ¤ Èx = 0 Í x2 = 2 - m Î Hàm số có CĐ, CT ¤ PT f ¢(x) = 0 có 3 nghiệm phân biệt ¤ m < 2 (*) Khi đó toạ độ các điểm cực trị là: A(0;m2 - 5m + 5), B( 2 - m;1- m), C(- 2 - m;1- m)uuur uuur fi AB = ( 2 - m;-m2 + 4m - 4), AC = (- 2 - m;-m2 + 4m - 4) Do DABC luôn cân tại A, nên bài toán thoả mãn khi DABC vuông tại A uuur uuur ¤ AB.AC = 0 ¤ (m - 2)3 = -1 ¤ m =1 (thoả (*)) Câu 55. Cho hàm số y = x + 2(m - 2)x + m - 5m + 5 (Cm )4 2 2 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Với những giá trị nào của m thì đồ thị (Cm) có điểm cực đại và điểm cực tiểu, đồng thời các điểm cực đại và điểm cực tiểu lập thành một tam giác đều. • Ta có f ¢(x) = 4x3 + 4(m -2)x = 0 ¤ Èx = 0 Í x2 = 2 - m Î Hàm số có CĐ, CT ¤ PT f ¢(x) = 0 có 3 nghiệm phân biệt ¤ m < 2 (*) Khi đó toạ độ các điểm cực trị là: A(0;m2 - 5m + 5), B( 2 - m;1- m), C(- 2 - m;1- m)uuur uuur fi AB = ( 2 - m;-m2 + 4m - 4), AC = (- 2 - m;-m2 + 4m - 4)
  • 35. Trang 29 www.MATHVN.com ¤ = Î Í 3 Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số Do DABC luôn cân tại A, nên bài toán thoả mãn khi µA= 600 ¤ cos A = 1 2 AB.AC 1 uuur uuur ¤ m = 2 - 3 3 . AB . AC 2 (Chú ý: Có thể dùng tính chất: DABC đều ¤ AB = BC = CA). Câu hỏi tương tự: a) y = x4 - 2mx2 + 2m + m4 . ĐS: m = 3 3 3 b) y = x4 - 4(m -1)x2 + 2m -1. ĐS: m = 1+ 2 c) y = x4 - 4(m -1)x2 + 2m -1 Câu 56. Cho hàm số y = x4 - 2mx2 + 2m + m4 có đồ thị (Cm) . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Với những giá trị nào của m thì đồ thị (Cm) có ba điểm cực trị, đồng thời ba điểm cực trị đó lập thành một tam giác có diện tích S = 4 . • Ta có y' = 4x3 - 4mx = 0 ¤ Èx = 0 Í g(x) = x2 - m = 0 Hàm số có 3 cực trị ¤ y' = 0 có 3 nghiệm phân biệt¤ Dg = m > 0 ¤ m > 0 (*) Với điều kiện (*), phương trình y ¢= 0 có 3 nghiệm x1 = - m; x2 = 0; x3 = m . Hàm số đạt cực trị tại x1; x2; x3 . Gọi A(0;2m + m );B( m;m - m + 2m);C(- m;m - m + 2m) là 3 điểm cực trị của (Cm) . 4 4 2 4 2 Ta có: AB2 = AC2 = m4 + m;BC2 = 4m fi DABC cân đỉnh A Gọi M là trung điểm của BCfi M(0;m4 - m2 + 2m) fi AM = m2 = m2 Vì DABC cân tại A nên AM cũng là đường cao, do đó: 5 S = 1 AM.BC = 1 .m2 DABC 2 2 Câu hỏi tương tự: . 4m = 4 ¤ m2 = 4 ¤ m5 =16 ¤ m = 5 16 . Vậy m = 5 16 . a) y = x4 - 2m2 x2 +1, S = 32. ĐS: m = ±2 b) y = 1 x4 - 2mx2 + m , S = 32 2 . ĐS: m = 2 4 c) y = x4 - 2m2 x2 + m4 + m , S = 32. ĐS: m = ±2 d) y = x4 - 2mx2 + 2m2 - 4, S =1. ĐS: m = 1 Câu 57. Cho hàm số y = x4 + 2mx2 + m2 + m có đồ thị (Cm) . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = Ŕ2. 2) Với những giá trị nào của m thì đồ thị (Cm) có ba điểm cực trị, đồng thời ba điểm cực trị đó lập thành một tam giác có một góc bằng 1200 . • Ta có y¢ = 4x3 + 4mx ; y¢ = 0 ¤ 4x(x2 + m) = 0 ¤ Èx = 0 ÍÎ x = ± -m (m < 0) Khi đó các điểm cực trị là: A(0;m2 + m), B( -m;m), C(- -m;m) uuur AB = ( uuur -m;-m2 ) ; AC = (- -m;-m2 ). DABC cân tại A nên góc 120o chính là µA .
  • 36. Trang 30 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng uuur uuur µ o 1 AB.AC 1 - -m. -m + m4 1 A =120 ¤ cos A = - ¤ uuur uuur = - ¤ = - 2 AB . AC 2 m4 - m 2 m + m4 1 Èm = 0 (loaïi) 1¤ = - fi 2m + 2m4 = m - m4 ¤ 3m4 + m = 0 ¤ Í 1 . Vậy m = - . m4 - m 2 Í Ím = - 3 3 3 Î 3 Câu 58. Cho hàm số y = x4 - 2mx2 + m -1 có đồ thị (Cm) . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Với những giá trị nào của m thì đồ thị (Cm) có ba điểm cực trị, đồng thời ba điểm cực trị đó lập thành một tam giác có bán kính đường tròn ngoại tiếp bằng 1 . • Ta có y ¢= 4x3 - 4mx = 4x(x2 - m) = 0 ¤ Èx = 0 Íx2 = m Î Hàm số đã cho có ba điểm cực trị ¤ PT y ¢= 0 có ba nghiệm phân biệt và y ¢ đổi dấu khi x đi qua các nghiệm đó ¤ m > 0 . Khi đó ba điểm cực trị của đồ thị (Cm) là: A(0;m -1), B(- m;-m2 + m -1), C( m;-m2 + m -1) S = 1 y - y . x - x = m2 m ; AB = AC = m4 + m, BC = 2 m VABC 2 B A C B AB.AC.BC (m4 + m)2 m Èm =1 R = =1 ¤ = 1 ¤ m3 - 2m +1 = 0 ¤ Í 5 -14SVABC 4m2 m Í Ím = Î 2 Câu hỏi tương tự: a) y = x4 - 2mx2 +1 ĐS: m = 1, m = -1+ 5 2 Câu 59. Cho hàm số y = x4 - 2mx2 + 2 (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm các giá trị của m để (Cm) có 3 điểm cực trị tạo thành một tam giác có đường tròn ngoại tiếp đi qua điểm D Ê 3 ; 9 ˆ . Á 5 5 ˜ Ë ¯ • Ta có: y¢ = 4x3 - 4mx; y¢ = 0 ¤ Èx = 0 . Hàm số có 3 điểm cực trị ¤ m > 0 .Íx2 = m Î Khi đó các điểm cực trị của (Cm) là: A(0;2),B(- m;-m2 + 2),C( m;-m2 + 2) . Gọi I(x;y) là tâm của đường tròn (P) ngoại tiếp DABC. ÏIA2 = ID2 Ï3x - y +1 = 0 Ïx = 0 Ô Ô Ô Ta có: ÌIB2 = IC2 ¤ Ì2x m = -2x m ¤ Ìy = 1 . Vậy m = 1.ÔIB2 = IA2 Ô(x + m)2 + (y + m2 - 2)2 = x2 + (y - 2)2 ÔÓm =1 Ó Ó Câu 60. Cho hàm số y = x4 - 2(1- m2 )x2 + m +1 (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0 . 2) Tìm m để đồ thị (Cm) có 3 điểm cực trị tạo thành một tam giác có diện tích lớn nhất. • y¢ = 4x3 - 4(1- m2 )x ; y¢ = 0 ¤ Èx = 0 . Hàm số có 3 cực trị ¤ -1< m < 1.Í x2 =1- m2 Î Khi đó các điểm cực trị của (Cm) là: A(0;1+ m) , B(- 1- m2 ; 1- m2 ), C( 1- m2 ; 1- m2 )
  • 37. Trang 31 www.MATHVN.com Î > - Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam 1 2 2 Khảo sát hàm số Ta có: SABC = 2 d(A,BC).BC = (1- m ) Vậy max SABC =1 ¤ m = 0 . £ 1. Dấu "=" xảy ra ¤ m = 0 . Câu 61. Cho hàm số y = 1 x4 -(3m +1)x2 + 2(m +1) 4 (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0 . 2) Tìm m để đồ thị (Cm) có 3 điểm cực trị tạo thành một tam giác có trọng tâm là gốc toạ độ O. • y¢ = x3 - 2(3m +1)x ; y¢ = 0 ¤ Èx = 0 Íx2 = 2(3m +1) . Hàm số có 3 cực trị ¤ m 1 3 (*) Khi đó toạ độ 3 điểm cực trị là: A(0;2m + 2),B(- 6m + 2;-9m2 - 4m +1),C( 6m + 2;-9m2 - 4m +1) DABC có trọng tâm O ¤ -18m2 - 6m + 4 = 0 ¤ m = - 2 ;m = 1 3 3 Đối chiếu với điều kiện (*), suy ra m = 1 . 3
  • 38. Trang 32 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng KSHS 03: SỰTƢƠNG GIAO Dạng 1: Sự tƣơng giao của đồ thị hàm số bậc 3: y = f (x) = ax3 + bx2 + cx + d (a ≠ 0) A. Kiến thức cơ bản • Cho hai đồ thị (C1): y = f (x) và (C2): y = g(x) . Để tìm hoành độ giao điểm của (C1) và (C2) ta giải phương trình: f (x) = g(x) (*) (gọi là phương trình hoành độ giao điểm). Số nghiệm của phương trình (*) bằng số giao điểm của hai đồ thị. • Số giao điểm của đồ thị (C) của hàm số bậc ba: y = f (x) = ax3 + bx2 + cx + d với trục hoành bằng số nghiệm của phương trình ax3 + bx2 + cx + d = 0 (1) B. Một số dạng câu hỏi thƣờng gặp 1. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) và trục hoành có 1 điểm chung duy nhất. È f khoâng coù cöïc trò ¤ ÍÏ f coù 2 cöïc trò ¤ Phương trình (1) có 1 nghiệm duy nhấtÍÌ > 0 ÎÍÓyCÑ.yCT 2. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) và trục hoành có 2 điểm chung phân biệt. ¤ (C) tiếp xúc với Ox ¤ Ï f coù 2 cöïc trò ¤ Phương trình (1) có đúng 2 nghiệmÌy .y = 0 Ó CÑ CT 3. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) và trục hoành có 3 điểm chung phân biệt. ¤ Ï f coù 2 cöïc trò ¤ Phương trình (1) có 3 nghiệm phân biệtÌy .y < 0 Ó CÑ CT 4. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ dƣơng. Ï f coù 2 cöïc trò ¤ ÔyCÑ.yCT < 0 ¤ Phương trình (1) có 3 nghiệm dương phân biệt.Ì > 0, x > 0 ÔxCÑ CT ÔÓa.f (0) < 0 (hay ad < 0)
  • 39. Trang 33 www.MATHVN.com Ì < 0, x < 0 Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số 5. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ âm. Ï f coù 2 cöïc trò ¤ ÔyCÑ.yCT < 0 ÔxCÑ CT ÔÓa.f (0) > 0 (hay ad > 0) ¤ Phương trình (1) có 3 nghiệm âm phân biệt. 6. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ tạo thành một cấp số cộng. a,b,c lập thành một cấp số cộng ¤ a + c = 2b Ŕ Giả sử (1) có 3 nghiệm x1, x2,x3 lập thành cấp số cộng. Ŕ Viết (1) dưới dạng: ax3 + bx2 + cx + d = 0 ¤ a(x - x )(x - x )(x - x ) = 0 1 2 3 ¤ aÈx3 -(x + x + x )x2 + (x x + x x + x x )x - x x x ˘ = 0 Î 1 2 3 1 2 2 3 3 1 1 2 3 ˚ Ŕ x1, x2,x3 lập thành cấp số cộng ¤ x1 + x3 = 2x2 fi x = - b 2 3a là 1 nghiệm của (1). Ŕ Thế x = - b 2 3a vào (1) để suy ra điều kiện cần tìm. Chú ý: Đây chỉ là điều kiện cần nên phải thử lại kết quả tìm được. 7. Tìm đièu kiện để đồ thị (C) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ tạo thành một cấp số nhân. a,b,c lập thành một cấp số nhân ¤ ac = b2 Ŕ Giả sử (1) có 3 nghiệm x1, x2,x3 lập thành cấp số nhân. Ŕ Viết (1) dưới dạng: ax3 + bx2 + cx + d = 0 ¤ a(x - x )(x - x )(x - x ) = 0 1 2 3 ¤ aÈx3 -(x + x + x )x2 + (x x + x x + x x )x - x x x ˘ = 0 Î 1 2 3 1 2 2 3 3 1 1 2 3 ˚ 2 3 d Ŕ x1, x2,x3 lập thành cấp số nhân ¤ x1x3 = x2 fi x2 = - a là 1 nghiệm của (1). Ŕ Thế x = 3 - d 2 a vào (1) để suy ra điều kiện cần tìm. Chú ý: Đây chỉ là điều kiện cần nên phải thử lại kết quả tìm được.
  • 40. Trang 34 www.MATHVN.com x -• +• f ¢(x) f (x) +• -• -• -• Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng Câu 1. Cho hàm số y = x3 + mx + 2 có đồ thị (Cm) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = Ŕ3. 2) Tìm m để đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại một điểm duy nhất. • PT hoành độ giao điểm của (Cm) với trục hoành: x3 + mx + 2 = 0 ¤ m = -x2 - 2 (x ≠ 0) x 3 Xét hàm số: f (x) = -x2 - 2 fi f '(x) = -2x + 2 = -2x + 2 x x2 x2 Ta có bảng biến thiên: Đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại một điểm duy nhất ¤ m > -3 . Câu 2. Cho hàm số y = f (x) = x3 - mx2 + 2m (Cm) ( m là tham số). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 3. 2) Tìm m để đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại một điểm duy nhất. • Ta có: y¢ = 3x2 - 2mx = x(3x - 2m) + Khi m = 0 thì y¢ = 3x2 ≥ 0 fi (1) đồng biến trên R fi thoả yêu cầu bài toán. + Khi m ≠ 0 thì (1) có 2 cực trị x = 0 , x = 2m . Do đó đồ thị cắt Ox tại duy nhất 1 điểm khi 1 2 3 Ê 4m3 ˆ Ê 2m2 ˆ Ïm ≠ 0 f (x ).f (x )> 0 ¤ 2mÁ2m - ˜ > 0 ¤ 4m2 Á1- ˜ > 0 ¤ Ô 1 2 Ë 27 ¯ Ë 27 ¯ Ì - 3 6 < m < 3 6 Ô Ó 2 2 Kết luận: khi mŒ Ê - 3 6 ; 3 6 ˆ thì đồ thị (Cm) cắt Ox tại duy nhất một điểm. Á ˜ Ë 2 2 ¯ Câu hỏi tương tự: a) y = x3 + 3(m +1)x2 + 3(m2 +1)x +1 ĐS: mŒ R . Câu 3. Cho hàm số y = 2x3 -3(m +1)x2 + 6mx - 2 có đồ thị (Cm) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại một điểm duy nhất. • y¢ = 6x2 - 6(m +1)x + 6m ; D¢ = 9(m +1)2 -36m = 9(m -1)2 . y' + Nếu m = 1 thì y¢ ≥ 0, "x fi hàm số đồng biến trên R fi đồ thị cắt trục hoành tại 1 điểm duy nhất fi m = 1 thoả mãn YCBT. + Nếu m ≠1 thì hàm số có các điểm cực trị x1, x2 ( x1, x2 là các nghiệm của PT y¢ = 0 ) fi x1 + x2 = m +1; x1x2 = m . Lấy y chia cho y¢ ta được: y = Ê x - m +1ˆ y¢ - (m -1)2 x - 2 + m(m +1) . Á 3 6 ˜ Ë ¯ fi PT đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là: y = -(m -1)2 x - 2 + m(m +1) Đồ thị hàm số cắt trục hoành tại 1 điểm duy nhất ¤ yCÑ .yCT > 0 ¤ (-(m -1)2 x - 2 + m(m +1)).(-(m -1)2 x - 2 + m(m +1))> 0 1 2 ¤ (m -1)2 (m2 - 2m - 2) < 0 ¤ m2 - 2m - 2 < 0 (vì m ≠ 1) ¤ 1- 3 < m <1+ 3 . Kết luận: 1- 3 < m <1+ 3 .
  • 41. Trang 35 www.MATHVN.com Î Î Ó Î Ó Î ÔxCÑ CT + Í Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số Câu 4. Cho hàm số y = x3 -3m2 x + 2m có đồ thị (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để đồ thị (Cm) cắt trục hoành tại đúng hai điểm phân biệt. • Để (Cm) cắt trục hoành tại đúng hai điểm phân biệt thì (Cm) phải có 2 điểm cực trị fi y ¢= 0 có 2 nghiệm phân biệt ¤ 3x2 -3m2 = 0 Khi đó y' = 0 ¤ x = ±m. có 2 nghiệm phân biệt ¤ m ≠ 0 (Cm) cắt Ox tại đúng 2 điểm phân biệt ¤ yCĐ = 0 hoặc yCT = 0 Ta có: + y(-m) = 0 ¤ 2m3 + 2m = 0 ¤ m = 0 (loại) + y(m) = 0 ¤ -2m3 + 2m = 0 ¤ m = 0 ⁄ m = ±1 Vậy: m = ±1 Câu 5. Cho hàm số y = x3 -3x2 +1. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số. 2) Tìm m để đường thẳng (D): y = (2m -1)x - 4m -1 biệt. cắt đồ thị (C) tại đúng hai điểm phân • Phương trình hoành độ giao của (C) và (D): x3 -3x2 - (2m -1)x + 4m + 2 = 0 ¤ (x - 2)(x2 - x - 2m -1) = 0 Èx = 2 ¤ Í f (x) = x2 - x - 2m -1= 0 (1) È2 ≠ x = x (D)cắt (C) tại đúng 2 điểm phân biệt ¤ (1) phải có nghiệm x1, x2 thỏa mãn: Íx 1 x 2 ÈÏD = 0 ÈÏ8m + 5 = 0 Î 1 = 2 ≠ 2 ÍÔ b ÍÔ 1 È 5 ÍÌ - ≠ ÍÌ ≠ 2 Ím = - 5 1 ¤ ÍÔÓ 2a 2 ¤ ÍÔÓ2 ¤ Í 8 . Vậy: m = - ; m = . ÍÏD > 0 ÍÏ8m + 5 > 0 Ím = 1 8 2 ÍÌ f (2) = 0 ÍÌ -2m +1 = 0 ÍÎ 2 Câu 6. Cho hàm số y = x3 - 6x2 + 9x - 6 có đồ thị là (C). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số. 2) Định m để đường thẳng (d) : y = mx - 2m - 4 cắt đồ thị (C) tại ba điểm phân biệt. • PT hoành độ giao điểm của (C) và (d): x3 - 6x2 + 9x - 6 = mx - 2m - 4 ¤ (x - 2)(x2 - 4x +1- m) = 0 Èx = 2 ¤ Íg(x) = x2 - 4x +1- m = 0 (d) cắt (C) tại ba điểm phân biệt ¤ PT g(x) = 0 có 2 nghiệm phân biệt khác 2 ¤ m > -3 Câu 7. Cho hàm số y = x3 -3mx2 + 3(m2 -1)x -(m2 -1) (m là tham số) (1). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m = 0. 2) Tìm các giá trị của m để đồ thị hàm số (1) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ dương. • Đồ thị (1) cắt trục Ox tại 3 điểm phân biệt có hoành độ dương ¤ Ï(1) coù 2 cöïc trò ÔyCÑ.yCT < 0 Ì > 0, x > 0 ÔÓa.y(0) < 0 (*) + y¢ = 3x2 - 6mx + 3(m2 -1) D = 9(m2 - m2 +1) = 9 > 0, "my ¢ + y ¢= 0 ¤ Èx = m -1= xCÑx = m +1 = x Î CT
  • 42. Trang 36 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng Ïm -1> 0 Suy ra: (*) ¤ Ôm +1 > 0 ¤ 3 < m <1+ 2Ì (m2 -1)(m2 -3)(m2 - 2m -1) < 0 Ô ÔÓ-(m2 -1) < 0 Câu 8. Cho hàm số y = 1 x3 - mx2 - x + m + 2 có đồ thị (C ). 3 3 m 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = Ŕ1. 2) Tìm m để (Cm )cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có tổng bình phương các hoành độ lớn hơn 15. • YCBT ¤ 1 x3 - mx2 - x + m + 2 = 0 (*) có 3 nghiệm phân biệt thỏa x2 + x2 + x2 >15 . 3 3 1 2 3 Ta có: (*) ¤ (x -1)(x2 + (1-3m)x - 2 -3m) = 0 ¤ Èx = 1 Í g(x) = x2 + (1-3m)x - 2 -3m = 0 Î YCBT ¤ g(x) = 0 có 2 nghiệm x , x phân biệt khác 1 và thỏa x2 + x2 >14 ¤ m > 1 1 2 1 2 Câu hỏi tương tự: a) Với y = x3 -3mx2 -3x + 3m + 2 Câu 9. Cho hàm số y = x3 -3x2 - 9x + m , trong đó m là tham số thực. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho khi m = 0 . 2) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để đồ thị hàm số đã cho cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lập thành cấp số cộng. • Đồ thị hàm số cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lập thành cấp số cộng ¤ Phương trình x3 -3x2 - 9x + m = 0 có 3 nghiệm phân biệt lập thành cấp số cộng ¤ Phương trình x3 -3x2 - 9x = -m có 3 nghiệm phân biệt lập thành cấp số cộng ¤ Đường thẳng y = -m đi qua điểm uốn của đồ thị (C) ¤ -m = -11 ¤ m =11. Câu 10. Cho hàm số y = x3 -3mx2 + 9x - 7 có đồ thị (Cm), trong đó m là tham số thực. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho khi m = 0 . 2) Tìm m để (Cm) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lập thành cấp số cộng. • Hoành độ các giao điểm là nghiệm của phương trình: x3 -3mx2 +9x - 7 = 0 (1) Gọi hoành độ các giao điểm lần lượt là x1; x2; x3 ta có: x1 + x2 + x3 = 3m Để x1; x2; x3 lập thành cấp số cộng thì x2 = m là nghiệm của phương trình (1) Èm =1 Í -1+ 15 -1- 15 fi -2m3 + 9m - 7 = 0 ¤ Ím = . Thử lại ta có m = là giá trị cần tìm. Í 2 2 Í -1- 15 Ím = Î 2 Câu hỏi tương tự: a) y = x3 -3mx2 + 2m(m - 4)x + 9m2 - m . ĐS: m = 1. Câu 11. Cho hàm số y = x3 -3mx2 - mx có đồ thị (Cm), trong đó m là tham số thực. 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho khi m = 1. 2) Tìm m để (Cm) cắt đường thẳng d: y = x + 2 tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lập thành cấp số nhân.
  • 43. Trang 37 www.MATHVN.com Ó Ì 1 2 2 3 1 3 Î Ìg(2) = -m ≠ 0 4 Î Ô Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số • Xét phương trình hoành độ giao điểm của (Cm) và d: x3 -3mx2 - mx = x + 2 ¤ g(x) = x3 -3mx2 -(m +1)x - 2 = 0 Đk cần: Giả sử (C) cắt d tại 3 điểm phân biệt có hoành độ x1; x2; x3 số nhân. Khi đó ta có: g(x) = (x - x1)(x - x2 )(x - x3) Ïx1 + x2 + x3 = 3m Suy ra: Ô x x + x x + x x = -m -1 Ôx1x2x3 = 2 lần lượt lập thành cấp Vì x x = x2 fi x3 = 2 fi x = 3 2 nên ta có: -m -1 = 4 + 3 2.3m ¤ m = - 5 1 3 2 2 2 33 2 +1 Đk đủ: Với m = - 5 , thay vào tính nghiệm thấy thỏa mãn. Vậy: m = - 33 2 +1 5 . 33 2 +1 Câu hỏi tương tự: a) y = x3 -(3m +1)x2 + (5m + 4)x -8 , d ≡ Ox . ĐS: m = 2 . Câu 12. Cho hàm số y = x3 -3x2 + 2 . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số. 2) Tìm các giá trị của tham số m để đường thẳng d : y = m(x - 2) - 2 cắt đồ thị (C) tại 3 điểm phân biệt A(2; Ŕ2), B, D sao cho tích các hệ số góc của tiếp tuyến tại B và D với đồ thị (C) đạt giá trị nhỏ nhất. • PT hoành độ giao điểm của (C) và d: x3 -3x2 + 2 = m(x - 2) - 2 Èx = 2 ¤ Íg(x) = x2 - x - 2 - m = 0 (1) . (C) cắt d tại 3 điểm phân biệt A(2; –2), B, D ¤ ÏD = 9 + 4m > 0 ¤ - 9 < m ≠ 0 Ó (*) Với điều kiện (*), gọi x1, x2 là các nghiệm của (1) thì x1 + x2 =1, x1x2 = -2 - m . Ta có: k = y¢(x ).y¢(x ) = (3x2 - 6x )(3x2 - 6x ) = 9(m +1)2 - 9 ≥ -9 với - 9 < m ≠ 0 . 1 2 1 1 2 2 4 Dấu "=" xảy ra ¤ m = -1. Vậy giá trị m cần tìm là m = -1. Khi đó kmin = -9 . Câu 13. Cho hàm số y = -2x3 + 6x2 +1 (C) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (C) của hàm số. 2) Tìm m để đường thẳng d : y = mx +1 cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A(0; 1), B, C sao cho B là trung điểm của đoạn thẳng AC. • PT hoành độ giao điểm của (C) và d: -2x3 + 6x2 +1 = mx +1 ¤ Èx = 0 (y =1) Í 2x2 - 6x + m = 0 (1) d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A(0; 1), B, C ¤ (1) có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 ≠ 0 ÏD¢ > 0 Ï 9 ¤ Ìm ≠ 0 ¤ Ìm < 2 ;m ≠ 0 . Khi đó B(x1;mx1 +1), C(x2;mx2 +1) . Ó Ó Ïx1 + x2 = 3 Vì B là trung điểm của AC nên x2 = 2x1 (2). Mặt khác: Ì x x = m (3) Từ (2) và (3) suy ra m = 4 . [Ô 1 2 2
  • 44. Trang 38 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng Câu 14. Cho hàm số y = x3 - 6x2 + 9x (1) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số (1). 2) Tìm m để đường thẳng d : y = mx cắt (C) tại 3 điểm O(0; 0), A, B phân biệt. Chứng tỏ rằng khi m thay đổi, trung điểm I của đoạn AB luôn nằm trên một đường thẳng song song với trục tung. • PT hoành độ giao điểm của (C) và d: x3 - 6x2 + 9x = mx ¤ Èx = 0 (y = 0) Íx2 - 6x + 9 - m = 0 (1) Î d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt O(0; 0), A, B ¤ (2) có 2 nghiệm phân biệt xA,xB khác 0 ¤ ÏD¢ > 0 ¤ 0 < m ≠ 9 (*) . Vì I là trung điểm của AB nên x = xA + xB = 3Ì9 - m ≠ 0 I 2 Ó fi I Œ D: x = 3 (D // Oy). Câu 15. Cho hàm số y = x3 -3mx2 + (m -1)x + m +1 (Cm). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm các giá trị của m để đường thẳng d : y = 2x - m -1 cắt đồ thị (Cm) tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lớn hơn hoặc bằng 1. • PT hoành độ giao điểm của (Cm) và d: x3 -3mx2 + (m -1)x + m +1 = 2x - m -1 (1) ¤ Èx = 1Íx2 + (1-3m)x - 2m - 2 = 0 (2) Î YCBT ¤ (1) có 3 nghiệm phân biệt lớn hơn hoặc bằng 1 ¤ (2) có 2 nghiệm phân biệt lớn hơn 1 Xét PT (2) ta có: D = 9m2 + 2m + 9 > 0, "m fi (2) luôn có 2 nghiệm phân biệt x ,x . 1 2 Do đó: (2) có 2 nghiệm phân biệt lớn hơn 1 ¤ 1< x1 < x2 ¤ 0 < x1 -1< x2 -1 (*) Đặt t = x -1. Khi đó (2) ¤ t2 + 3(1- m)t - 5m = 0 (3) ÏD> 0 (*) ¤ (3) có 2 nghiệm dương phân biệt ¤ Ô S = 3(m -1) > 0 (vô nghiệm) Ì ÔÓP = -5m > 0 Kết luận: không có giá trị m thoả YCBT. Câu 16. Cho hàm số y = x3 -3x +2 . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số. 2) Viết phương trình đường thẳng d cắt đồ thị (C) tại 3 điểm phân biệt A, B, C sao cho xA = 2 và BC = 2 2 . • Với xA = 2 fi yA = 4 . PT đường thẳng d đia qua A(2; 4) có dạng: y = k(x -2) + 4 . PT hoành độ giao điểm của (C) và d: x3 -3x + 2 = k(x - 2) + 4 ¤ Èx = 2 Íg(x) = x2 + 2x - k +1 = 0 Î d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt ¤ ÏD¢ > 0 ¤ Ïk > 0 . Khi đó toạ độ của B(x ;y ),C(x ;y )Ìg(2) ≠ 0 Ìk ≠ 9 1 1 2 2 Ó Ó thoả hệ phương trình: Ïx2 + 2x - k +1 = 0 (1) Ì y = kx - 2k + 4 (2) Ó Ta có: (1) fi x1 - x2 = 2 k ; (2) fi y1 - y2 = k(x1 - x2 ) = 2k k BC = 2 2 ¤ 4k + 4k3 = 2 2 ¤ 4k3 + 4k -8 = 0 ¤ k =1 . Vậy d : y = x + 2 .
  • 45. Trang 39 www.MATHVN.com Î m Ì Î ¤ ¤ Ó Ó Í Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số Câu 17. Cho hàm số y = 4x3 - 6mx2 +1 (C) (m là tham số). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số khi m = 1. 2) Tìm các giá trị của m để đường thẳng d : y = -x +1 cắt đồ thị (C) tại 3 điểm A(0; 1), B, C phân biệt sao cho B, C đối xứng nhau qua đường phân giác thứ nhất. • PT hoành độ giao điểm của (C) và d: 4x3 - 6mx2 +1 = -x +1 ¤ Èx = 0 Í 4x2 - 6mx +1 = 0 (1) d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A(0; 1), B, C ¤ (1) có 2 nghiệm phân biệt khác 0 È 2 < - ¤ Í 3 (*). Khi đó giả sử B(x1;-x1 +1), C(x2;-x2 +1) . Ím > 2 ÍÎ 3 B, C đối xứng nhau qua đường thẳng y = x ¤ Ïx1 = y2 Ïx = -x +1 ¤ Ì 1 2 ¤ x + x = 1 Óy1 = x2 Óx2 = -x1 +1 1 2 ¤ 3 m =1 ¤ m = 2 2 3 (không thoả (*)). Vậy không có giá trị m thoả YCBT. Câu 18. Cho hàm số y = x3 + 2mx2 + (m + 3)x + 4 có đồ thị là (Cm) (m là tham số). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C1) của hàm số trên khi m = 1. 2) Cho đường thẳng (d): y = x + 4 và điểm K(1; 3). Tìm các giá trị của m để (d) cắt (Cm) tại ba điểm phân biệt A(0; 4), B, C sao cho tam giác KBC có diện tích bằng 8 2 . • Phương trình hoành độ giao điểm của (Cm) và d là: x3 + 2mx2 + (m + 3)x + 4 = x + 4 Èx = 0 (y = 4) ¤ Íg(x) = x2 +2mx + m +2 = 0 (1) (d) cắt (Cm) tại ba điểm phân biệt A(0; 4), B, C ¤ (1) có 2 nghiệm phân biệt khác 0. ÏD/ = m2 - m - 2 > 0 Ïm < -1 ⁄ m > 2 (*) Ì g(0) = m + 2 ≠ 0 Ì m ≠ -2 1-3 + 4 Khi đó: xB + xC = -2m; xB.xC = m + 2 . Mặt khác: d(K,d) = = 2 2 . Do đó: S = 8 2 ¤ 1 BC.d(K,d) = 8 2 ¤ BC =16 ¤ BC2 DKBC 2 = 256 2 2 2 2 ¤ (xB - xC ) + (yB - yC ) = 256 ¤ (xB - xC ) + ((xB + 4) -(xC + 4)) = 256 2 2 ¤ 2(xB - xC ) = 256 ¤ (xB + xC ) - 4xB xC =128 ¤ 4m2 - 4(m + 2) =128 ¤ m2 - m -34 = 0 ¤ m = 1± Câu hỏi tương tự: 137 (thỏa (*)). Vậy m = 1± 2 137 .2 a) y = x3 +2mx2 + 3(m -1)x +2 , d : y = -x + 2, K(3;1), A(0;2),S = 2 2 . ĐS: m = 0,m = 3 Câu 19. Cho hàm số y = x3 -3x2 + 4 có đồ thị là (C). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số. 2) Gọi dk là đường thẳng đi qua điểm A(-1;0) với hệ số góc k (k Œ°) . Tìm k để đường thẳng dk cắt đồ thị (C) tại ba điểm phân biệt A, B, C và 2 giao điểm B, C cùng với gốc toạ độ O tạo thành một tam giác có diện tích bằng 1 . • Ta có: dk : y = kx + k ¤ kx - y + k = 0 PT hoành độ giao điểm của (Cm) và d là:
  • 46. Trang 40 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng x3 -3x2 + 4 = kx + k ¤ (x +1)ÈÎ(x - 2)2 - k˘˚ = 0 ¤ x = -1 hoặc (x - 2)2 = k d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt ¤ Ïk > 0 (*)k Ì k ≠ 9 Ó Khi đó các giao điểm là A(-1;0),B(2 - k;3k - k k ),C(2 + k;3k + k k ). BC = 2 k 1+ k2 , d(O,BC) = d(O,d ) = k k 1+ k2 S = 1 . k .2 k. 1+ k2 =1 ¤ k k = 1 ¤ k3 =1 ¤ k =1 (thoả (*)) DOBC 2 1+ k2 Câu hỏi tương tự: a) y = x3 -3x2 + 4; A(-1;0), S = 8 . ĐS: k = 4 . OBC Câu 20. Cho hàm số y = (2 - m)x3 - 6mx2 + 9(2 - m)x - 2 (Cm) (m là tham số). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1. 2) Tìm m để đường thẳng d : y = -2 cắt (Cm) tại ba điểm phân biệt A(0;-2) , B và C sao cho diện tích tam giác OBC bằng 13 . • Phương trình hoành độ giao điểm là: (2 - m)x3 - 6mx2 + 9(2 - m)x - 2 = -2 (1) ¤ Èx = 0Í (2 - m)x2 - 6mx + 9(2 - m) = 0 (2) Î d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A(0; –2), B, C ¤ (2) có 2 nghiệm phân biệt khác 0 ¤ ÏD= 9m2 - 9(2 - m)2 > 0 ¤ Ïm >1 (*). Giả sử B(x ;-2),C(x ;-2) (x ≠ x ) .Ì 2 - m ≠ 0 Ìm ≠ 2 B C B C Ó Ó Ï x x 6m 1Khi đó: Ô B + C = 2 m . Ta có: S = d(O,BC).BC = 13Ì - DOBC ÔÓxBxC = 9 2 2 Ê 6m ˆ 2 È m = 14 fi BC = 13 ¤ (xB + xC ) - 4xB xC =13 ¤ Á ˜ -36 =13 ¤ Í 13 (thoả (*)). Ë 2 - m ¯ Ím = 14 Î Câu 21. Cho hàm số y = x3 -3x2 + 2 có đồ thị là (C). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số. 2) Gọi E là tâm đối xứng của đồ thị (C). Viết phương trình đường thẳng qua E và cắt (C) tại ba điểm E, A, B phân biệt sao cho diện tích tam giác OAB bằng 2 . • Ta có: E(1; 0). PT đường thẳng D qua E có dạng y = k(x -1). PT hoành độ giao điểm của (C) và D: (x -1)(x2 - 2x - 2 - k) = 0 D cắt (C) tại 3 điểm phân biệt ¤ x2 - 2x - 2 - k = 0 có 2 nghiệm phân biệt khác 1 ¤ k > -3 S = 1 d(O,D).AB = k k + 3 fi k k + 3 = 2 ¤ Èk = -1 DOAB 2 Ík = -1± 3 Î Vậy có 3 đường thẳng thoả YCBT: y = -x +1; y = (-1± 3)(x -1). Câu 22. Cho hàm số y = x3 + 3x2 + mx +1 (m là tham số) (1) 1) Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số khi m = 3. 2) Tìm m để đường thẳng d: y = 1 cắt đồ thị hàm số (1) tại ba điểm phân biệt A(0; 1), B, C sao cho các tiếp tuyến của đồ thị hàm số (1) tại B và C vuông góc với nhau.
  • 47. Trang 41 www.MATHVN.com Trần Sĩ Tùng www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Khảo sát hàm số • PT hoành độ giao điểm của (1) và d: x3 + 3x2 + mx +1 =1 ¤ x(x2 + 3x + m) = 0 d cắt (1) tại 3 điểm phân biệt A(0; 1), B, C ¤ m < 9 , m ≠ 0 4 Khi đó: x , x là các nghiệm của PT: x2 + 3x + m = 0 fi x + x = -3; x .x = m B C B C B C Hệ số góc của tiếp tuyến tại B là k = 3x2 + 6x + m và tại C là k = 3x2 + 6x + m 1 B B 2 C C Tiếp tuyến của (C) tại B và C vuông góc với nhau ¤ k .k = -1 ¤ 4m2 - 9m +1 = 0 1 2 ¤ m = 9 - 65 ⁄ m = 9 + 65 8 8 Câu 23. Cho hàm số y = x3 -3x +1 có đồ thị (C) và đường thẳng (d): y = mx + m + 3 . 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số. 2) Tìm m để (d) cắt (C) tại M(Ŕ1; 3), N, P sao cho tiếp tuyến của (C) tại N và P vuông góc với nhau. • Phương trình hoành độ giao điểm của (C) và (d): x3 -(m + 3)x - m - 2 = 0 ¤ (x +1)(x2 - x - m - 2) = 0 ¤ Èx = -1(y = 3) Íg(x) = x2 - x - m - 2 = 0 Î d cắt (1) tại 3 điểm phân biệt M(–1; 3), N, P ¤ m > - 9 , m ≠ 0 4 Khi đó: x , x là các nghiệm của PT: x2 - x - m - 2 = 0 fi x + x = 1; x .x = -m - 2 N P N P N P Hệ số góc của tiếp tuyến tại N là k = 3x2 -3 và tại P là k = 3x2 -3 1 N 2 P Tiếp tuyến của (C) tại N và P vuông góc với nhau ¤ k .k = -1 ¤ 9m2 +18m +1 = 0 1 2 ¤ m = -3 + 2 2 ⁄ m = -3- 2 2 3 3 Câu 24. Cho hàm số y = x3 -3x2 + 4 (C) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số. 2) Gọi (d) là đường thẳng đi qua điểm A(2; 0) có hệ số góc k. Tìm k để (d) cắt (C) tại ba điểm phân biệt A, M, N sao cho hai tiếp tuyến của (C) tại M và N vuông góc với nhau. • PT đường thẳng (d): y = k(x - 2) + PT hoành độ giao điểm của (C) và (d): x3 -3x2 + 4 = k(x - 2) ¤ (x - 2)(x2 - x - 2 - k) = 0 ¤ Èx = 2 = xA Í g(x) = x2 - x - 2 - k = 0 Î + (d) cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A, M, N ¤ PT g(x) = 0 có 2 nghiệm phân biệt, khác 2 ¤ ÏD > 0 ¤ - 9 < k ≠ 0 (*)Ì f (2) ≠ 0 4 Ó + Theo định lí Viet ta có: ÏxM + xN =1 Ì = -k - 2 ÓxM xN + Các tiếp tuyến tại M và N vuông góc với nhau¤ y ¢(xM ).y ¢(xN ) = -1 ¤ (3x2 - 6x )(3x2 - 6x ) = -1 ¤ 9k2 +18k +1 = 0 ¤ k = -3± 2 2 (thoả (*)) M M N N 3 Câu 25. Cho hàm số y = x3 -3x (C) 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số.
  • 48. Trang 42 www.MATHVN.com Khảo sát hàm số www.MATHVN.com - Toán Học Việt Nam Trần Sĩ Tùng 2) Chứng minh rằng khi m thay đổi, đường thẳng (d): y = m(x +1) + 2 luôn cắt đồ thị (C) tại một điểm M cố định và xác định các giá trị của m để (d) cắt (C) tại 3 điểm phân biệt M, N, P sao cho tiếp tuyến của (C) tại N và P vuông góc với nhau. • PT hoành độ giao điểm (x +1)(x2 - x - 2 - m) = 0 (1) ¤ Èx +1 = 0 Íx2 - x - 2 - m = 0 (2) Î (1) luôn có 1 nghiệm x = -1 ( y = 2 ) fi (d) luôn cắt (C) tại điểm M(–1; 2). (d) cắt (C) tại 3 điểm phân biệt ¤ (2) có 2 nghiệm phân biệt, khác –1 ¤ m > - 9 ;m ≠ 0 (*) 4 Tiếp tuyến tại N, P vuông góc ¤ y '(x ).y '(x ) = -1 ¤ m = -3± 2 2 (thoả (*)) N P 3 Câu 26. Cho hàm số y = 1 x3 - x2 -3x + 8 . 3 3 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số. 2) Lập phương trình đường thẳng d song song với trục hoành và cắt đồ thị (C) tại hai điểm phân biệt A, B sao cho tam giác OAB cân tại O (O là gốc toạ độ). • Giả sử phương trình đường thẳng d: y = m. PT hoành độ giao điểm của (C) và d: 1 x3 - x2 -3x + 8 = m ¤ x3 -3x2 - 9x + 8 -3m = 0 (1) 3 3 Để d cắt (C) tại 2 điểm phân biệt A, B sao cho DOAB cân tại O thì (1) phải có 2 nghiệm x1, x2 = -x1 ( x1,Ŕx1 là hoành độ của A, B) fi x1, x2 là các nghiệm của phương trình: (x2 - x2 )(x - x ) = 0 ¤ x3 - x x2 - x2 x + x2 x = 0 (2) 1 2 2 1 1 2 Ïx2 = 3 Ïx1 = ±3 Đồng nhất (1) và (2) ta được: Ô x2 = 9 ¤ Ôx = 3 . Kết luận: d: y 19 . Ì 1 Ì 2 = - 3Ôx2 x = 8-3m Ô 19 Ó 1 2 m = - ÔÓ 3 Câu 27. Cho hàm số y = x3 - 5x2 + 3x + 9 (1). 1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số (1). 2) Gọi D là đường thẳng đi qua A(-1;0) và có hệ số góc k . Tìm k để D cắt đồ thị (C) tại ba điểm phân biệt A,B,C sao cho tam giác OBC có trọng tâm G(2;2) (O là gốc toạ độ). • PT đường thẳng D: y = k(x +1). PT hoành độ giao điểm của (C) và D: x3 - 5x2 +3x + 9 = k(x +1) ¤ Èx = -1 Í (x -3)2 = k Î D cắt (C) tại ba điểm phân biệt ¤ (x -3)2 = k có hai nghiệm phân biệt khác -1 ¤ Ïk > 0 Ìk ≠16 Ó Khi đó toạ độ các giao điểm là: A(-1;0) , B(3+ k;k(4 + k )), C(3- k;k (4 - k )). ÏxG = 2 Do đó tọa độ trọng tâm DOBC : Ô 8k ¤ k = 3 (thoả điều kiện).Ì = = 2 4 ÔÓ yG 3