Bài 2: Cực trị hàm số

\(y'=\dfrac{x^2+2mx-m^2+m+2}{\left(x-m\right)^2}\)

Hàm đạt cực trị tại \(x=0\Rightarrow y'=0\) có nghiệm \(x=0\)

\(\Rightarrow\dfrac{-m^2+m+2}{m^2}=0\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}m=-1\\m=2\end{matrix}\right.\)

- Với \(m=-1\Rightarrow y=\dfrac{x^2+2x-2}{x-1}\Rightarrow y'=\dfrac{x^2-2x}{\left(x-1\right)^2}\)

\(\Rightarrow y''=\dfrac{2}{\left(x-2\right)^3}< 0\) tại \(x=0\Rightarrow x=0\) là cực đại (ko thỏa mãn)

- Với \(m=2\Rightarrow y=\dfrac{x^2-x-2}{x+2}\Rightarrow y'=\dfrac{x^2+4x}{\left(x+2\right)^2}\)

\(\Rightarrow y''=\dfrac{8}{\left(x+2\right)^3}>0\) tại \(x=0\Rightarrow\) thỏa mãn

Vậy \(m=2\)

Xét trên các miền xác định của các hàm (bạn tự tìm miền xác định)

a.

\(y'=\dfrac{1}{2\sqrt{x-3}}-\dfrac{1}{2\sqrt{6-x}}=\dfrac{\sqrt{6-x}-\sqrt{x-3}}{2\sqrt{\left(x-3\right)\left(6-x\right)}}\)

\(y'=0\Rightarrow6-x=x-3\Rightarrow x=\dfrac{9}{2}\)

\(x=\dfrac{9}{2}\) là điểm cực đại của hàm số

b.

\(y'=1-\dfrac{9}{\left(x-2\right)^2}=0\Rightarrow\left(x-2\right)^2=9\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}x=5\\x=-1\end{matrix}\right.\)

\(x=-1\) là điểm cực đại, \(x=5\) là điểm cực tiểu

c.

\(y'=\sqrt{3-x}-\dfrac{x}{2\sqrt{3-x}}=0\Rightarrow2\left(3-x\right)-x=0\)

\(\Rightarrow x=2\) 

\(x=2\) là điểm cực đại

d.

\(y'=\dfrac{-x^2+4}{\left(x^2+4\right)^2}=0\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}x=2\\x=-2\end{matrix}\right.\)

\(x=-2\) là điểm cực tiểu, \(x=2\) là điểm cực đại

e.

\(y'=\dfrac{-8\left(x^2-5x+4\right)}{\left(x^2-4\right)^2}=0\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}x=1\\x=4\end{matrix}\right.\)

\(x=1\) là điểm cực tiểu, \(x=4\) là điểm cực đại

Lời giải:

$y'=3x^2-2(m-1)x-1$

Để hàm số có 2 điểm cực trị $x_1,x_2$ thì pt $y'=0$ có 2 nghiệm phân biệt $x_1,x_2$. Điều này xảy ra khi $\Delta'=(m-1)^2+3>0\Leftrightarrow m\in\mathbb{R}$
Áp dụng định lý Viet:

$x_1+x_2=\frac{2(m-1)}{3}$

Khi đó:

$3(x_1+x_2)=2$

$\Leftrightarrow 2(m-1)=2$

$\Leftrightarrow m-1=1$

$\Leftrightarrow m=2$ (tm)

$\Leftright

1.

Đồ thị hàm bậc 3 có 2 điểm cực trị nằm về 2 phía trục hoành khi và chỉ khi \(f\left(x\right)=0\) có 3 nghiệm phân biệt

\(\Leftrightarrow x^3+3x^2+mx+m-2=0\) có 3 nghiệm pb

\(\Leftrightarrow x^3+3x^2-2+m\left(x+1\right)=0\)

\(\Leftrightarrow\left(x+1\right)\left(x^2+2x-2\right)+m\left(x+1\right)=0\)

\(\Leftrightarrow\left(x+1\right)\left(x^2+2x+m-2\right)=0\)

\(\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}x=-1\\x^2+2x+m-2=0\left(1\right)\end{matrix}\right.\)

Bài toán thỏa mãn khi (1) có 2 nghiệm pb khác -1

\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}1-2+m-2\ne0\\\Delta'=1-\left(m-2\right)>0\end{matrix}\right.\) 

\(\Leftrightarrow m< 3\)

2.

Pt hoành độ giao điểm:

\(\dfrac{2x-2}{x+1}=2x+m\)

\(\Rightarrow2x-2=\left(2x+m\right)\left(x+1\right)\)

\(\Leftrightarrow2x^2+mx+m+2=0\) (1)

d cắt (C) tại 2 điểm pb \(\Rightarrow\) (1) có 2 nghiệm pb

\(\Rightarrow\Delta=m^2-8\left(m+2\right)>0\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}m>4+4\sqrt{2}\\m< 4-4\sqrt{2}\end{matrix}\right.\)

Khi đó, theo hệ thức Viet: \(\left\{{}\begin{matrix}x_A+x_B=-\dfrac{m}{2}\\x_Ax_B=\dfrac{m+2}{2}\end{matrix}\right.\)

\(y_A=2x_A+m\) ; \(y_B=2x_B+m\)

\(\Rightarrow AB^2=\left(x_A-x_B\right)^2+\left(y_A-y_B\right)^2=5\)

\(\Leftrightarrow\left(x_A-x_B\right)^2+\left(2x_A-2x_B\right)^2=5\)

\(\Leftrightarrow\left(x_A-x_B\right)^2=1\)

\(\Leftrightarrow\left(x_A+x_B\right)^2-4x_Ax_B=1\)

\(\Leftrightarrow\left(-\dfrac{m}{2}\right)^2-4\left(\dfrac{m+2}{2}\right)=1\)

\(\Leftrightarrow m^2-8m-20=0\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}m=10\\m=-2\end{matrix}\right.\)

3.

\(y'=x^2-2mx+2\left(m-1\right)\)

Hàm có 2 điểm cực trị nằm về cùng phía đối với trục tung khi và chỉ khi \(y'=0\) có 2 nghiệm pb cùng dấu

\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}\Delta'=m^2-2\left(m-1\right)>0\\ac=1.2\left(m-1\right)>0\end{matrix}\right.\)

\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}m^2-2m+2>0\left(\text{luôn đúng}\right)\\m>1\end{matrix}\right.\) 

\(\Leftrightarrow m>1\)

Hàm có 3 cực trị khi \(-2\left(m+1\right)< 0\Leftrightarrow m>-1\)

\(y'=4x^3-4\left(m+1\right)x=0\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}x=0\Rightarrow y=m\\x=-\sqrt{m+1}\Rightarrow y=-m^2-m-1\\x=\sqrt{m+1}\Rightarrow y=-m^2-m-1\end{matrix}\right.\)

Gọi 3 điểm cực trị là A, B, C với \(A\left(0;m\right)\) và \(B\left(\sqrt{m+1};-m^2-m+1\right)\)

Tam giác ABC cân tại A nên nó đều khi \(B=60^0\)

\(\Rightarrow tanB=tan60^0=\dfrac{y_A-y_B}{x_B}\Leftrightarrow\sqrt{3}=\dfrac{m^2+2m+1}{\sqrt{m+1}}\)

\(\Leftrightarrow\left(m+1\right)^3=3\Rightarrow m=\sqrt[3]{3}-1\)

22.

Từ đồ thị \(f'\left(x\right)\) ta thấy \(f'\left(x\right)\) cắt Ox tại 3 điểm pb hay \(f'\left(x\right)=0\) có 3 nghiệm phân biệt

\(\Rightarrow y=f\left(x\right)\) có 3 điểm cực trị

23.

Từ đồ thị \(f'\left(x\right)\) ta có nhận xét sau:

\(f'\left(x\right)=0\) có 2 nghiệm pb (không tính nghiệm bội chẵn tại vị trí x=0) nên \(y=f\left(x\right)\) có 2 điểm cực trị

\(\Rightarrow\) C là đáp án sai

8.

Hàm có 1 điểm cực đại \(\left(x=-1\right)\)

9. 

Hàm có 1 điểm cực tiểu (\(x=-1\))

14.

\(y'=\dfrac{2x\left(x+1\right)-\left(x^2+3\right)}{\left(x+1\right)^2}=\dfrac{x^2+2x-3}{\left(x+1\right)^2}\)

\(y'=0\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}x=1\\x=-3\end{matrix}\right.\)

Xét dấu y' trên trục số:

Từ dấu của y' ta thấy \(x=1\) là điểm cực tiểu

\(\Rightarrow y_{CT}=y\left(1\right)=2\)