Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (294.67 KB, 40 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<i><b>Chuyên đề 1: </b></i>
<i><b>Bài tập 1: Cho hàm số</b><sub>y x</sub></i>3 <sub>(1 2 )</sub><i><sub>m x</sub></i>2 <sub>(2</sub> <i><sub>m x m</sub></i><sub>)</sub> <sub>2</sub>
(C)
<b>1.1 Khảo sát hàm số và vẽ đồ thị </b>
<b>1.2 Tìm m để hàm đồng biến trên </b>
<b>1.3 Tìm m để hàm số có CĐ, CT thỏa mãn:</b>
a. <i>x <sub>CT</sub></i> 2
b. Hồnh độ các điểm cực trị lớn hơn -1
c. 1 2
1
3
<i>x</i> <i>x</i> , với <i>x x</i>1; 2 là hồnh độ các điểm cực trị
d. Có ít nhất 1 hoành độ cực trị thuộc khoảng (-2; 0)
<b>Lời giải:</b>
<b>1.1. Các bạn tự làm.</b>
<b>1.2. Hàm đồng biến trên </b>
với
<i>x</i>
2
4 1
2
3<i>x</i> <i>2x</i>
<i>f x</i> <i>m</i>
<i>x</i>
với <i>x</i>
Ta có:
2
2
2
3 <sub>1</sub> <sub>73</sub>
2 6
' 0 6
4 1 3 0 12
<i>x</i>
<i>f</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
Lập bảng biến thiên của hàm f(x) trên
1 73 3 73
12 8
<i>f</i> <sub></sub> <sub></sub> <i>m</i> <i>m</i>
<b>1.3. Ta có: </b><i><sub>y</sub></i><sub>' 3</sub><i><sub>x</sub></i>2 <sub>2 1</sub><sub>(</sub> <sub>2</sub><i><sub>m x</sub></i><sub>)</sub> <sub>(</sub><sub>2</sub> <i><sub>m</sub></i><sub>)</sub>
Hàm số có CĐ, CT <i>y</i>' 0 có 2 nghiệm phân biệt
2 2
5
' (1 2 ) 3(2 ) 4 5 0 4
1
<i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i>
(*)
Với điều kiện (*), gọi <i>x</i>1<i>x</i>2 là 2 nghiệm phân biệt của y’ = 0. Hàm số đạt cực trị tại
các điểm <i>x x</i>1; 2.
<b>a. Hàm số đạt cực tiểu tại điểm </b> <sub>2</sub> 2 1 4 2 5 <sub>2</sub>
3 <i>CT</i>
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
Do đó: 2 1 4 2 5 2
3
2
<i>CT</i>
<i>m</i>
<i>x</i> <i>m</i> <i>m</i>
2
2
2
4 5 7 2
7 2 0
2
4 5 7 2
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
<sub></sub>
Kết hợp với (*), kết luận các giá trị cần tìm của m là:
<i>m</i> <sub> </sub> <sub></sub>
<b>b. Hoành độ các điểm cực trị lớn hơn -1 </b> y’ = 0 có 2 nghiệm phân biệt <i>x x</i><sub>1</sub>; <sub>2</sub> đều
lơn hơn -1
2
2
1 2
1 2
' 4 5 0
' 4 5 0
(1 2 ) 5
2 2
3 4
1 1 0 <sub>(1 2 )</sub>
3
2
2
0
3
2
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i><sub>m</sub></i> <i><sub>m</sub></i>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>c. Áp dụng định lí viet, ta có: </b>
1 2
1 2
(1 2 )
3
2
3
2 <i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i>
<i>x x</i>
<sub></sub>
Ta có: 1 2
1
3 9
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x x</i>
4 1 2 4 2 1 16 12 5 0
3 29 3 29
8 8
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i>
Kết hợp (*), ta suy ra 3 29 1
8
<i>m</i> <i>m</i>
<b>d. Để hàm số có ít nhất 1 cực trị thuộc (-2; 0) </b> <i>y</i>'<i>f x</i>
1; 2
<i>x x</i> <sub> và có ít nhất 1 nghiệm thuộc (-2; 0) </sub>
1 2
1 2
1 2
2 0 (1)
2 0 (2)
2 0 (3)
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
2
2
1 2
1 2
1 2
4 5 0
' 4 5 0 <sub>2</sub> <sub>1</sub>
2 0
3
2 0 <sub>10</sub>
(1) 2 <sub>(2</sub> <sub>1) 2</sub> 1
7
4 0
2 2 0 <sub>3</sub> <sub>3</sub>
2
0 <sub>0</sub>
3
4
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i> <i><sub>m</sub></i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i>
<i>x x</i>
<sub></sub>
<sub> </sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
2
2
1 2
1 2
4 5 0
' 4 5 0 <sub>2</sub>
0 2 0 <sub>2</sub> <sub>1</sub>
(2) <sub>2</sub> 2
2 2 0 <sub>3</sub>
4 2 1
2
2 2 0 <sub>4 0</sub>
3 3
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i> <i><sub>m</sub></i>
<i>f</i> <i>m</i> <i><sub>m</sub></i>
<i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub> </sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub> </sub>
2
2
1 2
1 2
4 5 0
' 4 5 0 <sub>3</sub> <sub>5 0</sub>
2 10 6 0 <sub>2</sub> <sub>1</sub> 5
(3) <sub>0</sub> 1
3
0 <sub>3</sub>
2
0 <sub>0</sub>
3
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i> <i><sub>m</sub></i>
<i>f</i> <i>m</i> <i><sub>m</sub></i>
<i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i>
<i>x x</i>
<sub> </sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub> </sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Tóm lại các giá trị m cần tìm là: 5; 1
<i>m </i> <sub></sub> <sub></sub>
<i><b>Bài tập 2</b><b> : Cho hàm số </b><sub>y x</sub></i>3 <sub>3</sub><i><sub>x</sub></i>2 <i><sub>mx</sub></i> <sub>2</sub>
. Tìm m để hàm số có:
<b>2.1. Cực trị và các điểm cực trị cách đều đường thẳng y = x – 1</b>
<b>2.2. Phương trình đường thẳng đi qua các điểm cực trị song song với</b>
y = - 4x + 3
<b>2.3. Phương trình đường thẳng đi qua các điểm cực trị tạo với đường thẳng </b>
x + 4y – 5 = 0 một góc 45<sub>.</sub>
<b>2.4. Các điểm cực trị đối xứng qua tâm </b> 5; 17
3 3
<i>I </i><sub></sub> <sub></sub>
<b>2.5. Các điểm cực trị đối xứng qua đường thẳng </b> : 3 1
2 2
<i>y</i> <i>x</i>
<b>2.6. Các điểm cực trị nằm về 2 phía đối với đường thẳng y = 4x + 5.</b>
<b>2.7. Có cực trị và chứng minh khoảng cách giữa 2 điểm cực trị lớn hơn </b> 2.
<b>2.8. Cực trị tại </b><i>x x</i>1; 2 thỏa mãn: <i>x</i>1 3<i>x</i>2 4.
<b>Lời giải:</b>
Hàm số có CĐ, CT <i>y</i>' 3 <i>x</i>2 6<i>x m</i> 0 có 2 nghiệm phân biệt
' 9 3<i>m</i> 0 <i>m</i> 3 (*)
Với điều kiện (*), gọi <i>x</i>1<i>x</i>2 là 2 nghiệm phân biệt của y’ = 0. Hàm số đạt cực trị tại
các điểm <i>x x</i>1; 2; gọi hai điểm cực trị là <i>A</i>
Thực hiện phép chia y cho y’ ta được:
1 1 2
' 2 2
3 3 3 3
<i>m</i> <i>m</i>
<i>y</i><sub></sub> <i>x</i> <sub></sub><i>y</i> <sub></sub> <sub></sub><i>x</i><sub></sub> <sub></sub>
1 1
2 2
1
2
2
2 2
3 3
2
2 2
3 3
<i>y</i> <i>y x</i>
<i>y</i>
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>x</i>
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>x</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị là d: 2 2 2
3 3
<i>m</i> <i>m</i>
<i>y</i> <sub></sub> <sub></sub><i>x</i><sub></sub> <sub></sub>
<b>2.1. Các điểm cực trị cách đều đường thẳng y = x – 1 </b>xảy ra 1 trong 2 trường hợp:
TH1: Phương trình đường thẳng đi qua 2 điểm cực trị song song hoặc trùng với đường
thẳng y = x – 1 2 2 1 3
3 2
<i>m</i>
<i>m</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
(thỏa mãn)
TH2: Trung điểm I của AB nằm trên đường thẳng y = x – 1
2
1 2 1
1 2 1
2
2
2 2 2 2
3 3
2 2
3 .2 6 0
3
1
3
1
2 2
<i>I</i> <i>I</i>
<i>x</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>y</i>
<i>m</i>
<i>y</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Vậy các giá trị cần tìm của m là: 0; 3
2
<i>m </i><sub></sub> <sub></sub>
2
2 4
3
3
2 3
3
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>m</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
(thỏa mãn)
<b>2.3. Đặt </b> 2 2
3
<i>m</i>
<i>k</i> <sub></sub> <sub></sub>
là hệ số góc của đường thẳng đi qua các điểm cực trị.
Đường thẳng x + 4y – 5 = 0 có hệ số góc bằng -1/4
Ta có:
3 39
1 1
1 <sub>1</sub>
5 10
4 4
4
tan 45
1 <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>5</sub> <sub>1</sub>
1 <sub>1</sub>
4 <sub>4</sub> <sub>4</sub> <sub>3</sub> <sub>2</sub>
<i>k</i> <i>m</i>
<i>k</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>k</i> <i><sub>k</sub></i> <i><sub>k</sub></i> <i><sub>k</sub></i> <i><sub>m</sub></i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub>
Kết hợp đk (*), suy ra giá trị m cần tìm là: 1
2
<i>m </i>
<b>2.4. Các điểm cực trị đối xứng qua tâm </b> 5; 17
3 3
<i>M </i><sub></sub> <sub></sub>
<i>M d</i>
17 2 2 5 2 3
3 3
3 3
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
(thỏa mãn)
Vậy m = 3
<b>2.5. Theo định lí viet ta có: </b>
1 2
1 2
2
3
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i>
<i>x x</i>
Gọi I là trung điểm của AB <i>I</i>
Các điểm cực trị đối xứng qua đường thẳng : 3 1
2 2
<i>y</i> <i>x</i>
<i>d</i>
<i>I</i>
2 3
2
3 1
2
. 1
3 2 <sub>2</sub>
2
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>m</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
(thỏa mãn (*))
Vậy không tồn tại giá trị m thỏa mãn bài toán
2
1 2 1 2
2
3 4 2 1 0
3
4
3 5 0
3 3
<i>m</i>
<i>x x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub>
3 0
15
3
4 4
5 0
3
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>m</i>
<sub></sub>
Vậy 15
4
<i>m </i> là các giá trị cần tìm.
<b>2.7. Ta có: </b> 2
2
2
2
1 2 1
2
2 1
3
<i>AB</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>y</i> <sub></sub> <i>m</i> <sub></sub> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
2
2
2
2 1
3 4 3
<i>m</i>
<i>m</i>
<sub> </sub> <sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub>
Với m thỏa mãn đk (*) 2 2 0
3
<i>m</i>
<sub></sub> <i><sub>AB</sub></i>2 <sub> </sub><sub>2</sub> <i><sub>AB</sub></i><sub></sub> <sub>2</sub>
Vậy khi hàm số có cực trị thì khoảng cách cực trị ln lớn hơn 2
<b>2.8. Áp dụng định lí viet, kết hợp điều kiện ta có hệ:</b>
1
1 2
1 2 2
1 2
1 2
5
2 <sub>2</sub>
1 5 15
3 2 3 4 4
3 4
3
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>x x</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i><sub>x x</sub></i>
<sub></sub>
(thỏa mãn (*))
Vậy 15
4
<i>m </i>
<i><b>Bài tập 3</b><b> : Cho hàm số </b><sub>y x</sub></i>4 <sub>2</sub><i><sub>mx</sub></i>2 <sub>2</sub><i><sub>m m</sub></i>4
<b>3.1. Tìm m để hàm số chỉ có cực tiểu mà khơng có cực đại</b>
<b>3.2. Tìm m để hàm số có 3 cực trị là 3 đỉnh của một tam giác:</b>
a. Vuông cân
b. Đều
c. Tam giác có diện tích bằng 4.
<b>3.4. Tìm m để parabol đi qua 3 điểm cực trị đi qua điểm </b><i>M</i>
<b>3.1. Ta có: </b> ' 4 3 4 0 0 <sub>2</sub>
( ) 0
<i>x</i>
<i>y</i> <i>x</i> <i>mx</i>
<i>g x</i> <i>x</i> <i>m</i>
<sub> </sub>
Vì hệ số a = 1 > 0 nên nếu hàm số có 1 cực trị thì đó là điểm cực tiểu, do đó điều kiện
để hàm có cực tiểu mà khơng có cực đại là y’ = 0 đổi dấu tại duy nhất 1 điểm
<i><sub>g</sub></i> <i>m</i> 0 <i>m</i>0
<b>3.2. Hàm số có 3 cực trị</b> <i>y</i>' 0 có 3 nghiệm phân biệt <i><sub>g</sub></i> <i>m</i> 0 <i>m</i>0 (*)
Với đk (*), phương trình y’ = 0 có 3 nghiệm <i>x</i><sub>1</sub> <i>m x</i>; <sub>2</sub> 0;<i>x</i><sub>3</sub> <i>m</i>. Hàm số đạt
cực trị tại <i>x x x</i>1; ;2 3. Gọi
4 4 2 4 2
0;2 ; ; 2 ; ; 2
<i>A</i> <i>m m</i> <i>B</i> <i>m m</i> <i>m</i> <i>m C</i> <i>m m</i> <i>m</i> <i>m</i>
là 3 điểm cực trị.
Ta có: <i><sub>AB</sub></i>2 <i><sub>AC</sub></i>2 <i><sub>m</sub></i>4 <i><sub>m BC</sub></i><sub>;</sub> 2 <sub>4</sub><i><sub>m</sub></i> <i><sub>ABC</sub></i>
cân đỉnh A
a. <i>ABC</i> vuông cân <i>ABC</i> vuông cân tại A<sub></sub> <i>BC</i>2 <sub></sub><i>AB</i>2 <sub></sub><i>AC</i>2
4 2 4 2 4 0
1
<i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m m</i>
<i>m</i>
<sub> </sub>
Kết hợp điều kiện, suy ra giá trị cần tìm <i>m </i>1
b. <i>ABC</i> đều <i>BC</i><i>AB AC</i> <i>m</i>4 <i>m</i>4<i>m</i> 4 <sub>3</sub>
0
3
<i>m</i>
<i>m m</i>
<i>m</i>
<sub> </sub>
Kết hợp điều kiện, suy ra giá trị cần tìm <i><sub>m </sub></i>3 <sub>3</sub>
c. Gọi M là trung điểm của BC <i>M</i>
2
5
5 5
2
1 1
. . . 4 4
2 2
4 16 16
<i>ABC</i>
<i>S</i> <i>AM BC</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
Vậy <i><sub>m </sub></i>5<sub>16</sub>
<b>3.3. Chia y cho y’ ta được: </b> 1 <sub>. '</sub>
4
<i>y</i> <i>x y</i> <i>mx</i> <i>m m</i>
Do hoành độ các điểm cực trị là nghiệm của y’ = 0 nên phương trình đường thẳng đi
qua các điểm cực trị là parabol:
<b>3.4. </b>
Kết hợp điều kiện, ta lấy nghiệm m = 1. Vậy
<i><b>Bài tập 4</b><b> : </b><b> Cho hàm số </b></i>
2 <sub>2</sub> <sub>1 3</sub> 2
<i>x</i> <i>mx</i> <i>m</i>
<i>y</i>
<i>x m</i>
. Tìm tham số m để hàm số có:
<b>4.1. Hai điểm cực trị nằm về hai phía trục tung;</b>
<b>4.2. Hai điểm cực trị cùng với gốc tọa độ O lập thành tam giác vuông tại O;</b>
<b>4.3. Hai điểm cực trị cùng với điểm M(0; 2) thẳng hàng;</b>
<b>4.4. Khoảng cách hai điểm cực trị bằng </b><i>m</i> 10;
<b>4.5. Cực trị và tính khoảng cách từ điểm cực tiểu đến TCX.</b>
<b>4.6. Cực trị và thỏa mãn: </b> <i>y<sub>CD</sub></i> <i>y<sub>CT</sub></i> 2 3
<b>Lời giải:</b>
Tập xác định: <i>D R</i> \
2 2
2 2
1 1 2 1
3 ' 1 <i>x</i> <i>xm m</i>
<i>y x</i> <i>m</i> <i>y</i>
<i>x m</i> <i>x m</i> <i>x m</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<b>4.1. Hàm số có hai điểm cực trị nằm về hai phía trục tung </b> y’ = 0 có 2 nghiệm trái
dấu
2 2
( ) 2 1
<i>g x</i> <i>x</i> <i>xm m</i>
có 2 nghiệm trái dấu cùng khác m
2 <sub>1 0</sub>
1 1
( ) 0
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>g m</i>
<sub></sub>
Vậy <i>m </i>
<b>4.2. Có: </b> 1
2
1
' 0
1
<i>x x</i> <i>m</i>
<i>y</i>
<i>x x</i> <i>m</i>
<sub></sub> <sub> </sub>
Do đó hàm số ln đạt cực trị tại <i>x x</i>1; 2. Ta có:
1 1 4 2; 2 2 4 2
<i>y</i> <i>y x</i> <i>m</i> <i>y</i> <i>y x</i> <i>m</i>
Gọi 2 điểm cực trị là <i>A m</i>
<i>OAB</i>
vuông tại O <sub></sub> <i>OA OB</i><sub></sub> <sub></sub> <i>OA OB</i> . <sub></sub>0
2
1 1 4 2 4 2 0
85
17 5 0
17
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i>
Vậy 85
17
<b>4.3. Ta có: </b><i>MA</i>
A, M, B thẳng hàng <i>MA MB</i> || 4<i>m m</i>
3
<i>m</i> <i>m</i>
Đáp số: 1
3
<i>m </i>
<b>4.4. Ta có: </b><i><sub>AB m</sub></i> <sub>10</sub> <sub>4 4</sub>2 <i><sub>m</sub></i> <sub>10</sub> <i><sub>m</sub></i> <sub>2</sub>
<b>4.5. Mọi giá trị m thì hàm số ln có cực trị.</b>
Vì lim
<i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>m</i> <i>x</i> <i>x m</i><sub></sub> <i>y x</i> <i>m</i> là TCX của hàm số.
Hàm số đạt cực tiểu tại x = m – 1. Khoảng cách từ điểm cực tiểu đến TCX là:
2 2
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>h</i>
<b>4.6. Ta có: </b>
3
4
2 3 8 2 3
3
4
<i>CD</i> <i>CT</i>
<i>m</i>
<i>y</i> <i>m</i>
<i>y</i>
<i>m</i>
Đáp số: ; 3 3;
4 4
<i>m</i> <sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub>
<i><b>Bài tập 5</b><b> : Cho hàm số </b></i> 1
2 1
<i>x</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
(C)
<b>5.1. Viết phương trình tiếp tuyến đi qua điểm M(2 ; 3) đến (C)</b>
<b>5.2. Viết phương trình tiếp tuyến với (C), biết rằng tiếp tuyến đó đi qua </b>
giao điểm của 2 đường tiệm cận.
<b>5.3. Viết phương trình tiếp tuyến tại điểm </b><i>M</i>
<b>5.4. Viết phương trình tiếp tuyến tại điểm </b><i>M</i>
<b>5.5. Tìm điểm M thuộc (C) sao cho tổng khoảng cách từ M đến 2 trục tọa độ </b>
đạt GTNN
<b>5.6. Tìm điểm M thuộc (C) sao cho tổng khoảng cách từ M đến 2 tiệm cận </b>
đạt GTNN
<b>5.8. Tìm m để (C) cắt đường thẳng </b>
a. Thuộc 2 nhánh của đồ thị (C)
b. Tiếp tuyến tại A, B vng góc với nhau
c. Thỏa mãn đk 4<i>OA OB </i> . 5
<b>Lời giải:</b>
Tập xác định: \ 1
2
<i>D R </i> <sub></sub> <sub></sub>
. Ta có:
' 0,
2 1
<i>y</i> <i>x D</i>
<i>x</i>
<b>5.1. Vì đường thẳng x = 2 không là tiếp tuyến của (C), nên phương trình đường thẳng </b>
đi qua M (2; 3) có hệ số góc k có dạng: <i>y k x</i>
khi hệ:
1
2 3
2 1
3
2 1
<i>x</i>
<i>k x</i>
<i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
có nghiệm
Thế k từ pt thứ hai vào pt đầu ta được:
2
2
1 3
2 3 7 4 4 0
2 1 2 1
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> : Vô nghiệm
Vậy khơng có tiếp tuyến nào đi qua M đến (C)
<b>5.2. Hàm số có: TCĐ: </b> 1
2
<i>x </i> ; TCN: 1
2
<i>y </i> 1; 1
2 2
<i>I </i>
<sub></sub> <sub></sub>
Vì đường thẳng 1
2
<i>x </i> khơng là tiếp tuyến của (C), nên phương trình đường thẳng đi
qua 1; 1
2 2
<i>I </i><sub></sub> <sub></sub>
có hệ số góc k có dạng:
1 1
2 2
<i>y k x</i> <sub></sub> <sub></sub>
tiếp xúc với (C) khi và chỉ
khi hệ:
1 1 1
2 1 2 2
3
2 1
<i>x</i>
<i>k x</i>
<i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
có nghiệm
1 3 1 1 3 3
2 1 <sub>2</sub> <sub>1</sub> 2 2 2 1 2 2 1
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> :Vô nghiệm
Vậy khơng có tiếp tuyến nào đi qua I đến (C)
<b>5.3. Gọi </b> 0
0
1 3 1
;
2 4 2
<i>M x</i> <i>C</i>
<i>x</i>
. Tiếp tuyến tại M có dạng:
2 2
0 0 0 0
3 3 1 3 3 1
:
4 4 2 4 2 2
<i>d y</i> <i>x x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
Giả sử <i>A d</i> Ox;<i>B d</i> <i>Oy</i><sub> suy ra: </sub> 0
0
2 3 3
;0 ; 0;
3
<i>x x</i> <i>x</i>
<i>A</i> <i>B</i>
<i>x</i>
<i>OAB</i>
vuông tạo O 1 . 2
2 3
<i>OAB</i>
<i>S</i><sub></sub> <i>OA OB</i> <i>x</i>
3 <sub>0</sub> 6 <sub>0</sub> 6 6
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
Vậy có 2 tiếp tuyến thỏa mãn là: 3 4 6
20
40 12 6
<i>y</i> <i>x</i>
hay 3 4 6
20
40 12 6
<i>y</i> <i>x</i>
<b>5.4. Tiếp tuyến cắt 2 trục tọa độ tạo thành một tam giác cân nên hệ số góc của tiếp</b>
tuyến là <i>k </i>1. Gọi <i>M x y</i>
3 1 3
1 1 2 1 3
2
2 1
<i>k</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
Với <sub>0</sub> 1 3 <sub>0</sub> 1 3
2 2
<i>x</i> <i>y</i> tiếp tuyến là: <i>y</i> <i>x</i> 1 3
Với <sub>0</sub> 1 3 <sub>0</sub> 1 3
2 2
<i>x</i> <i>y</i> tiếp tuyến là: <i>y</i> <i>x</i> 1 3
- Nếu
2
0
2
0
3
1 1 2 1 3
2 1
<i>k</i> <i>x</i>
<i>x</i>
: Vô nghiệm
Vậy có 2 tiếp tuyến thỏa mãn bài tốn là: <i>y</i> <i>x</i> 1 3 và <i>y</i> <i>x</i> 1 3
<b>5.5. Gọi </b> 0
0
1 3 1
; ; 0
2 4 2
<i>M x</i> <i>C x</i>
<i>x</i>
0
0
1 3 1
2 4 2
<i>d</i> <i>x</i>
<i>x</i>
Với 0
1 1
0 1
2 2
<i>x</i> <i>d</i>
Với 0 0 0
0 0
1 3 1 3
0 1 3 1
2 4 2 4
<i>x</i> <i>d</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Dấu = xảy ra khi 0 0
0
3 3 3 1 3 1
;
4 2 2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>M</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Vậy 3 1; 3 1
2 2
<i>M</i><sub></sub> <sub></sub>
thì <i>d</i><sub>min</sub> 3 1
<b>5.6. Khoảng cách tứ M đến TCN, TCĐ làn lượt là: </b><i>d</i>1 <i>x</i>0 ; 2
0
3
4
<i>d</i>
<i>x</i>
<sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>0</sub> <sub>0</sub>
0 0
3 3
2 . 3
4 4
<i>d d</i> <i>d</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
, dấu = xảy ra khi <sub>0</sub> 3
2
<i>x </i>
Kết luận: 3 1; 3 1
2 2
<i>M</i><sub></sub> <sub></sub>
hoặc 3 1; 3 1
2 2
<i>M</i><sub></sub> <sub></sub>
là các điểm cần tìm
<b>5.7. Gọi </b> 1 3; 1
2 4 2
<i>A a</i>
<i>a</i>
thuộc nhánh trái,
1 3 1
;
2 4 2
<i>B b</i>
<i>b</i>
thuộc nhánh phải của
2
2
2
2 3 3 <sub>2</sub> 3 3 3
4 4 4 4 2
<i>b a</i>
<i>AB</i> <i>b a</i> <i>b a</i>
<i>b</i> <i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>ab</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
3 4
. 6
2
<i>ab</i>
<i>ab</i>
Dấu bằng xảy ra
<i>b</i> <i>a</i> <i><sub>a</sub></i>
<i>b a</i>
<i>b</i>
<i>b</i> <i>a</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
Vậy hai điểm cần tìm là: 3 1; 3 1
2 2
<i>A</i><sub></sub> <sub></sub>
; 3 1; 3 1
2 2
<i>B</i><sub></sub> <sub></sub>
thì <i>AB</i><sub>min</sub> 6
<b>5.8.Xét phương trình hồnh độ giao điểm:</b>
1
2 1 5 1 2 2 0
2 1
<i>x</i>
<i>mx</i> <i>m</i> <i>f x</i> <i>mx</i> <i>m</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>x</i>
với
1
2
2
0
0
17 2 9 0
6
1 1 3
0
2 4 2
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i>
<i>f</i> <i>m</i>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
(*)
<i>f x</i>
có 2 nghiệm phân biệt <i>x x</i><sub>1</sub>; <sub>2</sub> mà <sub>1</sub> 1 <sub>2</sub>
2
<i>x</i> <i>x</i>
0
1 1 3
0
6
2 4 2
<i>m</i>
<i>mf</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
b. Hệ số góc của tiếp tuyến tại A. B lần lượt là:
3 3
' ; '
2 1 2 1
<i>A</i> <i>A</i> <i>B</i> <i>B</i>
<i>A</i> <i>B</i>
<i>k</i> <i>y x</i> <i>k</i> <i>y x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
3 3
. . 0
2 1 2 1
<i>A</i> <i>B</i>
<i>A</i> <i>B</i>
<i>k k</i>
<i>x</i> <i>x</i>
nên hai tiếp tuyên tại A, B khơng thể vng góc
với nhau. Vậy khơng tồn tại m thảo mãn bài toán.
c. Gọi <i>x x</i>1; 2 là 2 nghiệm của f(x). Giả sử <i>A x mx</i>
Theo viet ta có:
1 2
1 2
5 1
2 2
<i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>x x</i>
<i>m</i>
<sub></sub>
Có: 4 . 5 . 5 0
4
<i>OA OB</i> <i>OA OB</i>
1 2 1 2
2
2
1 2 1 2
5
2 1 2 1 0
4
5
1 2 1 2 1 0
4
<i>x x</i> <i>mx</i> <i>m</i> <i>mx</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>x x</i> <i>m m</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>m</i>
4
<i>m</i> <i>m</i> <i>m m</i> <i>m</i> <i>m m</i>
3 2 3
4 2 0
4
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
4
<i>m</i> <i>m</i>
<sub></sub> <sub></sub>
1 3
2 4
<i>m</i> <i>m</i>
Đáp số: 1; 3
2 4
<i>m</i><sub></sub> <sub></sub>
<i><b>Bài tập 6</b><b> : Cho hàm số </b>y</i>
<b>6.1. Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số </b>
<b>6.2. Dựa vào đồ thị hàm số, tùy theo m hãy biện luận số nghiệm của </b>
phương trình:
a. 2
2 3
1 log
3
<i>x</i>
<i>m</i>
<i>x</i>
b. 2<i><sub>x</sub>x</i><sub>3</sub>3 2<i>m</i> 1 0
<b>6.3. CMR đồ thị hàm số luôn tiếp xúc với một đường thẳng cố định tại 1 </b>
điểm cố định.
<b>6.4. Tiếp tuyến tại </b><i>M</i>
<b>6.5. Cho điểm </b>M x , y
Tìm M để chu vi tam giác AIB nhỏ nhất.
<b>6.6. Mọi </b><i>M</i>
<b>Lời giải:</b>
<b>6.1. Các bạn tự khảo sát và vẽ hình.</b>
<b>6.2. Số nghiệm của phương trình</b> <i>f x</i>
<i>y</i><i>f x</i> và đường thẳng <i>y g m</i>
a. Vẽ đồ thị hàm số
<i>x</i>
<i>C y</i>
<i>x</i>
như sau:
- Giữ nguyên phần đồ thị nằm trên trục hoành Ox của
<i>t</i> <i>t</i>
<i>C</i> <i>C</i> <i>C</i>
(Các bạn tự vẽ hình)
Kết luận: 1
2
<i>m phương trình vơ nghiệm</i>
1;2
2
<i>m </i><sub></sub> <sub></sub>
phương trình có nghiệm duy nhất
1;2
2
<i>m </i><sub></sub> <sub></sub>
phương trình có 2 nghiệm phân biệt
b. Vẽ đồ thị hàm số
như sau:
- Giữ nguyên nhánh phải của
- Lấy
<i>p</i> <i>p</i>
<i>C</i> <i>C</i> <i>C</i>
(Các bạn tự vẽ hình)
Kết luận: 1
2
<i>m </i> phương trình vơ nghiệm
1 3
2 <i>m</i> 2
phương trình có nghiệm duy nhất
3
2
<i>m phương trình có 2 nghiệm phân biệt</i>
<b>6.3. Gọi </b><i>M x y</i>
0
0
1
;
<i>m</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>y</i> <i>m</i>
<i>x</i> <i>m</i>
0 0 0
0 0 0 0
1 0;
1 0 0
0 1
<i>m x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>x y</i> <i>m</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x y</i> <i>y</i>
<sub></sub> <sub></sub>
Với <i>M</i>
Vậy đồ thị hàm số luôn tiếp xúc với một đường thẳng cố định <i>y</i> <i>x</i> 1<sub> tại </sub><i>M</i>
.
<b>6.4. Ta có: </b>
2
1 <i>m</i>
<i>y m</i>
<i>x m</i>
TCĐ:
<i>x m</i> <sub> và TCN: </sub><i>y m</i> 1
Gọi
2
; 1 <i>m</i> <i><sub>m</sub></i> , 0
<i>M a m m</i> <i>C</i> <i>a</i>
<i>a</i>
. Tiếp tuyến tại M có dạng:
2 2 2
2
: ' 1 <i>m</i> <i>m</i> 1 <i>m</i>
<i>d y y a m x a m</i> <i>m</i> <i>x a m</i> <i>m</i>
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
Gọi A, B là giao điểm của đường thẳng d với TCN, TCĐ tương ứng nên:
2
2
2 ; 1 ; ; 1 <i>m</i>
<i>A a m m</i> <i>B m m</i>
<i>a</i>
<sub></sub> <sub></sub>
Nhận thấy 2
2
<i>A</i> <i>B</i> <i>M</i>
<i>A</i> <i>B</i> <i>M</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>y</i> <i>y</i>
M là trung điểm của AB (đpcm)
<b>6.5. Điểm </b>
9 9
: 2 3 ;2
3
<i>M</i> <i>C</i> <i>y</i> <i>M</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Phương trình tiếp tuyến của M có dạng: :<i>y</i> 9<sub>2</sub> <i>x</i> 2 18 27<sub>2</sub>
Gọi A, B là giao điểm của đường thẳng d với TCN, TCĐ tương ứng nên:
<i>A</i> <i>B</i>
<sub></sub> <sub></sub>
Vì I là giao điểm của 2 tiệm cận nên <i>I</i>
+ <i>IAB</i> vuông tại I nên: 1. . 1. 2 .18 18
2 2
<i>IAB</i>
<i>S</i> <i>IA IB</i>
(đvdt)
+ Chu vi tam giác IAB là:
2
2
18 18
2 4
<i>p IA IB AB</i>
<sub> </sub> <sub></sub>
2
2
18 18
2 2 2 4 . 12 2.2.18 12 6 2
<sub></sub> <sub></sub>
Dấu = xảy ra 2 18 3
<i>M</i>
Vậy <i>M</i>
<b>6.6. Dựa vào câu 6.4 ta có khoảng cách từ M đến TCN, TCĐ lần lượt là:</b>
2
1 ; 2
<i>m</i>
<i>d</i> <i>d</i> <i>a</i>
<i>a</i>
Suy ra:
2
2
1. 2
<i>m</i>
<i>d d d</i> <i>a</i> <i>m</i>
<i>a</i>
đpcm.
Bài tập 7: Cho hàm số <i><sub>y</sub></i> <i><sub>x</sub></i>3 <sub>3</sub><i><sub>x</sub></i> <sub>2</sub>
(C)
<b>7.3. Tìm 2 điểm trên đồ thị hàm số sao cho chúng đối xứng nhau qua tâm </b>
M(-1; 3);
<b>7.4. Tìm 2 điểm trên đồ thị hàm số sao cho chúng đối xứng nhau qua đt </b>
2x – y + 2 = 0;
<b>7.5. Biện luận theo m số nghiệm của phương trình sau:</b>
a. <i>x</i>3 3 <i>x</i> <i>m</i> 1 0
b. <i>x</i>2 <i>x</i> 2<sub>2</sub><i>m<sub>x</sub></i>1<sub>1</sub>
<b>7.6. Chứng minh tiếp tuyến tại điểm uốn có hệ số góc lớn nhất.</b>
<b>Lời giải:</b>
<b>7.1. Điểm M thuộc trục hoành Ox</b> <i>M a</i>
xúc với (C)
3
2
3 2
3 3
<i>x</i> <i>x</i> <i>k x a</i>
<i>x</i> <i>k</i>
có nghiệm.
Suy ra: <i>x</i>33<i>x</i> 2
2
2
1 2 3 2 3 2 0
1
2 3 2 3 2 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>a</i> <i>x</i> <i>a</i>
<i>x</i>
<i>f x</i> <i>x</i> <i>a</i> <i>x</i> <i>a</i>
Để từ M kẻ được 3 tiếp tuyến đến đồ thị hàm số (C) thì <i>f x </i>
phân biệt khác -1
2 <sub>2</sub> 6 4 3
3 2 8 3 2 0 3 12 4 0 <sub>3</sub>
6 0
1 0 6 4 3
3
<i>a</i>
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>f</i>
<i>a</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
Vậy các điểm M thỏa mãn có tọa độ
3 3
<i>a</i> <sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub>
<b>7.2. Hàm số tiếp xúc với đường thẳng </b><i>y mx</i>
3
2
3 2
3 3
<i>x</i> <i>x</i> <i>mx</i>
<i>x</i> <i>m</i>
2 1 1 0
1
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
Thay vào ta được m = 0. Vậy m = 0 thì (C) tiếp xúc với đường thẳng y = 0.
<b>7.3. Gọi </b><i>A x y</i>
<i>B</i> <i>x</i> <i>y</i>
Vì <i>A B</i>,
3
0 0 0
3
0 0 0
3 2
6 2 3 2 2
<i>y</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>x</i> <i>x</i>
3
0 0 0 0
2
0 0
0 0
6 3 2 2 3 2 2
6 12 6 0
1 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>y</i>
Vậy 2 điểm cần tìm là:
<b>7.4. Gọi </b><i>M x y</i>
2 2
<i>x</i> <i>x y</i> <i>y</i>
<i>I</i><sub></sub> <sub></sub>
, ta có <i>I d</i>
Có:
3 3
1 1 2 2
1 2 3 2 3 2 <sub>2.</sub> 1 2 <sub>2</sub>
2 2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>y</i> <sub></sub><i>y</i> <i>x</i> <sub></sub><i>x</i>
2 2
1 1 2 2
3 3 2
0
1
<i>x</i> <i>x</i> <i>x x x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x x</i> <i>x</i>
Lại có: <i>MN</i> <i>d</i>
2 2
1 1 2 2
7 2 0
7
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x x</i> <i>x</i>
- Xét <i>x</i>1<i>x</i>2 0 <sub>1</sub> <sub>2</sub>
7 7
;
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
- Xét
2 2
2 2
1 2
1 1 2 2
2 2
1 1 2 2
1 2
9
1
4
7 <sub>5</sub>
2 <sub>4</sub>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x x</i> <i>x</i> <i><sub>x x</sub></i>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub><sub></sub>
Vậy 2 điểm đối xứng của đồ thị hàm số là: 7;2 1 7 ; 7;2 1 7
2 2 2 2 2 2
<b>7.5. Bạn đọc tự vẽ đồ thị hàm số </b>
a. Ta có: <i>x</i>33<i>x</i> <i>m</i> 1 0 <i>x</i>3 3<i>x</i> 2 3 <i>m</i>
Vẽ đồ thị hàm số <i>y</i> <i>x</i>3 3 <i>x</i> 2 như sau:
- Giữ nguyên phần đồ thị
- Lấy
từ đó dựa vào đồ thị hàm số biện luận
b. <i>x</i>2 <i>x</i> 2<sub>2</sub><i>m<sub>x</sub></i>1<sub>1</sub>
với <i>x </i>1
Vẽ đồ thị hàm số
2 2 1
<i>C y</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> như sau:
- Giữ nguyên phần đồ thị
- Lấy
(Các bạn tự vẽ hình). Từ đó dẫn tới kết luận
<b>7.6. Ta có: </b><i><sub>y</sub></i><sub>'</sub> <sub>3</sub><i><sub>x</sub></i>2 <sub>3</sub>
; <i>y</i>"6<i>x</i> 0 <i>x</i>0
<i>U</i>
là điểm uốn của đồ thị hàm số
Hệ số góc của tiếp tuyến tại U là: <i>k</i> <i>y</i>' 0
Với điểm <i>M x y</i>
Vậy tiếp tuyến tại điểm uốn có hệ số góc lớn nhất.
<i><b>Bài tập 8</b><b> : Cho hàm số</b></i>
2 <sub>3</sub> <sub>3</sub>
2 1
<i>x</i> <i>x</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
(1)
<b>8.1. Tìm m để đường thẳng y = m cắt đồ thị hàm số (1) tại hai điểm A, B sao </b>
cho AB = 2
<b>8.2. Chứng minh rằng đồ thị hàm số (1) nhận </b> 1;1
2
<i>I </i><sub></sub> <sub></sub>
làm tâm đối xứng.
<b>8.4. Tìm trên đồ thị 2 điểm A, B thuộc 2 nhánh sao cho AB min.</b>
<b>8.5. Tính diện tích tam giác tạo bởi tiệm cận xiên và các trục tọa độ.</b>
<b>Lời giải:</b>
<b>8.1. Xét phương trình hồnh độ giao điểm: </b>
2
2
3 3
2 3 3 2 0
2 1
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i> <i>f x</i> <i>x</i> <i>m</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>x</i>
; với <i>x </i>1
Để hàm số (1) cắt đường thẳng y = m tại 2 điểm phân biệt <i>f x</i>
phân biệt khác 1
2 3
2 3 4 3 2 0 <sub>2</sub>
1
1 0
2
<i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>f</i> <i><sub>m</sub></i>
<sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
(*)
Với điều kiện (*), gọi <i>x x</i>1; 2 là nghiệm của <i>f x </i>
1 2
3 2
3 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>x x</i> <i>m</i>
Tọa độ A, B là: <i>A x m B x m</i>
2
1 2 1 2 1 2
2 2 4 2
<i>AB</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x x</i>
2
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
Đáp số: 1 6
2
<i>m</i>
<b>8.2. Xét công thức chuyển hệ trục tọa độ tịnh tiến theo véc tơ </b><i><sub>OI</sub></i> , ta có:
1
1
2
<i>x X</i>
<i>y Y</i>
Phương trình đường cong trong hệ tọa độ mới IXY có dạng:
2 <sub>2</sub>
1 3 1 3
1 1
2 2 2
<i>X</i> <i>X</i> <i>X</i> <i>X</i>
<i>Y</i>
<i>X</i> <i>X</i>
2 <sub>1 1</sub> 2 <sub>1</sub>
2 2 2
<i>X</i> <i>X</i> <i>X</i>
<i>Y</i> <i>g X</i>
<i>X</i> <i>X</i>
Dễ thấy hàm g(X) là hàm lẻ trên <i>R</i>\ 0
2
<i>I </i><sub></sub> <sub></sub>
(đpcm)
2
3 3
2 3 2 1 3 1 2 4 3 0
2 1
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m x</i> <i>f x</i> <i>m</i> <i>x</i> <i>m x</i> <i>m</i>
<i>x</i>
; với <i>x </i>1
Để hàm số (1) cắt đường thẳng <i>y m x</i>
2
7 2 7
2
2 1 0
7 2 7
9 1 2 4 2 1 4 3 0
2
1 0
1
2
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i><sub>m</sub></i>
<i>f</i>
<i>m</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub> </sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub>
<sub> </sub>
<sub> </sub>
Với điều kiện trên, gọi <i>x x</i>1; 2 là nghiệm của <i>f x </i>
2 1
<i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m</i>
Gọi 2 giao điểm là <i>A x m x</i>
Điểm <i>M</i>
2 1 2
<i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>m</i>
Vậy 7
2
<i>m </i>
<b>8.4. Ta có: </b>
2 <sub>3</sub> <sub>3</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>
1
2 1 2 2 1
<i>x</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
Gọi 1; 1 1
2 2 2
<i>A</i>
thuộc nhánh trái,
1 1
1;
2 2 2
<i>B</i>
thuộc nhánh
phải của đồ thị hàm số với 0 .
Ta có:
2
2
2 1 1 1
4
<i>AB</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
2
2
2 1 1 1 1
1 1 4 1 1
4 4
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
5 1 2 2 2 5
Dấu = xảy ra 1 <sub>4</sub>1
5
5
<sub></sub>
Vậy
4 4
4 4 4 4
1 1 5 1 1 1 5 1
1; ; 1;
2 2 2 2
5 2 5 5 2 5
<i>A</i><sub></sub> <sub></sub> <i>B</i><sub></sub> <sub></sub>
thì <i>AB</i><sub>min</sub> 2 2 5
<b>8.5. Hàm số có TCX: </b> : 1 1
2
<i>y</i> <i>x</i>
.
Gọi <i>A</i> Ox <i>A</i>
Nên 1 . 1
2
<i>OAB</i>
<i>S</i><sub></sub> <i>OA OB</i> (đvdt)
<i><b>Bài tập 9</b><b> : </b><b> Cho hàm số (C):</b><sub>y x</sub></i>3 <sub>3</sub><i><sub>mx</sub></i>2 <i><sub>mx</sub></i>
và đường thẳng d: y = x + 2.
Tìm m để hàm số (C) cắt đường thẳng d:
<b>9.1. Tại đúng 2 điểm phân biệt.</b>
<b>9.2. Tại 3 điểm phân biệt có hồnh độ dương.</b>
<b>9.3. Tại 3 điểm phân biệt A, B, C sao cho AB = BC</b>
<b>9.4. Tại 3 điểm phân biệt lập thành cấp số nhân.</b>
<b>Lời giải:</b>
<b>9.1. Xét phương trình hồnh độ giao điểm: </b>
3 2
2
2
3 2
3
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>mx</i> <i>mx x</i> <i>f x</i> <i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i>
Ta có:
4 3 2
4 3 2
2
3 2 3 12 2
' 0 3 2 3 12 2 0 ...
3
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>f x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
Lập bảng biến thiên của hàm số f(x), từ đó dựa vào bảng biến thiên kết luận bài toán
<b>9.2. Tương tự như câu a</b>
<b>9.3. Xét phương trình hồnh độ giao điểm: </b>
<i>x</i>3 3<i>mx</i>2 <i>mx x</i> 2 <i>g x</i>
Hàm số (C) cắt đường thẳng d tại 3 điểm phân biệt A, B, C sao cho AB = BC
' 0
<i>g x</i>
có 2 nghiệm phân biệt và điểm uốn của đồ thị hàm số <i>y g x</i>
- Phương trình <i>g x</i>'
có 2 nghiệm phân biệt với mọi m
- Hàm <i>y g x</i>
<b>9.4. Đk cần: Giả sử (C) cắt d tại 3 điểm phân biệt có hồnh độ </b><i>x x x</i>1; ;2 3 lần lượt lập
thành cấp số nhân. Khi đó ta có: <i>g x</i>
Suy ra:
1 2 3
1 2 2 3 1 3
1 2 3
3
1
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>x x</i> <i>x x</i> <i>x x</i> <i>m</i>
<i>x x x</i>
<sub></sub>
Vì 2 3 3
1 3 2 2 2 2 2
<i>x x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> nên ta có: 1 4 3 2.3 <sub>3</sub> 5
3 2 1
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
Đk đủ: Với <sub>3</sub> 5
3 2 1
<i>m </i>
, thay vào tính nghiệm thấy thỏa mãn.
Vậy <sub>3</sub> 5
3 2 1
<i>m </i>
<i><b>Bài tập 10: Cho hàm số </b><sub>y x</sub></i>4 <sub>2</sub>
<b>10.1. Tìm m để hàm số cắt Ox tại 4 điểm phân biệt lập thành cấp số cộng;</b>
<b>10.2. Tìm m để hàm số cắt Ox tại 3 điểm phân biệt có hồnh độ nhỏ hơn 3.</b>
<b>Lời giải:</b>
Xét phương trình hồnh độ giao điểm: <i>x</i>4 2
Đặt <i><sub>t x t</sub></i>2<sub>,</sub> <sub>0</sub>
thì (1)thành: <i>f t</i>( ) <i>t</i>2 2
<b>10.1. Điều kiện để hàm số cắt Ox tại 4 điểm phân biệt là f(t) phải có 2 nghiệm dương</b>
phân biệt
2
' 0 <sub>1</sub>
2 1 0 2
0
2 1 0
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>S</i> <i>m</i>
<i>m</i>
<i>P</i> <i>m</i>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub>
(*)
Với (*), gọi <i>t</i>1<i>t</i>2 là 2 nghiệm của f(t), khi đó hồnh độ giao điểm của hàm số với Ox
lần lượt là: <i>x</i><sub>1</sub> <i>t x</i><sub>2</sub>; <sub>2</sub> <i>t x</i><sub>1</sub>; <sub>3</sub> <i>t x</i><sub>1</sub>; <sub>4</sub> <i>t</i><sub>2</sub>
Các giao điểm lập thành cấp số cộng <i>x</i>2 <i>x</i>1<i>x</i>3 <i>x</i>2 <i>x</i>4 <i>x</i>3 <i>t</i>2 9<i>t</i>1
1 9 1
4
5 4 4
5 4 1 <sub>4</sub>
5 4 4
9
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
Vậy 4; 4
9
<i>m </i><sub></sub> <sub></sub>
<b>10.2. Hàm số cắt Ox tại 3 điểm phân biệt có hồnh độ nhỏ hơn 3</b>
có 2 nghiệm phân biệt <i>t t</i>1; 2 sao cho:
1 2
1 2
0 3
0 3
<i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i>
<sub></sub> <sub> </sub>
2
2 ' 0
' 0
3 4 4 0
(0) 2 1 0
2 1 0
2 1 3
2 1 0
1
1
2
<i>m</i>
<i>m</i>
<i>f</i> <i>m</i>
<i>f</i> <i>m</i>
<i>S</i> <i>m</i>
<i>S</i> <i>m</i>
<i>P</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub> </sub>
Đáp số 1 1
2
<i>m</i> <i>m</i> .
<i><b>Chuyên đề 2: </b></i>
<b>CÁC BÀI TỐN ĐỊNH TÍNH VỀ LOGARIT</b>
<i><b>Bài 1: Cho </b>a</i> 0,<i>b</i> 0 và <i><sub>a</sub></i>2 <i><sub>b</sub></i>2 <sub>7</sub><i><sub>ab</sub></i>
. Chứng minh rằng với mọi 0, 1,
ta có: log 1
3 2
<i>a b</i>
<i>a</i> <i>b</i>
Giải.
Từ
2
2
2 2 <sub>7</sub> <sub>9</sub>
3
<i>a b</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>ab</i> <i>a b</i> <i>ab</i> <sub></sub> <sub></sub> <i>ab</i>
. Suyra:
2
log log
3
<i>a b</i>
<i>ab</i>
Do 0
3
<i>a b</i>
, nên ta có: 2log log
<i>a b</i>
<i>ab</i>
hay log 1
3 2
<i>a b</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<i><b>Bài 2: Giả sử </b></i>
lg lg lg
<i>x y z x</i> <i>y z x y</i> <i>z x y z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
. Chứng minh rằng:
<i>y</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>x z</i>
<i>x y</i> <i>z y</i> <i>z x</i>
Đặt
lg lg lg
<i>x y z x</i> <i>y z x y</i> <i>z x y z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>t</i>
Suyra: lg<i>x tx y z x</i>
lg<i>y ty z x y</i> <i>x y txy z x y</i>lg
Từ đó ta có: <i>x</i>lg<i>y y x</i> lg 2<i>txyz</i>
Lập luận tương tự: <i>y z z</i>lg lg<i>y</i>2<i>txyz</i>
lg lg 2
<i>z x x z</i> <i>txyz</i>
Do đó ta có: <i>x</i>lg<i>y y x y z z</i> lg lg lg<i>y z x x z</i> lg lg
lg <i><sub>x y</sub>y</i> <i>x</i> lg <i><sub>z y</sub>y</i> <i>z</i> lg <i><sub>z x</sub>x z</i> <i><sub>x y</sub>y</i> <i>x</i> <i><sub>z y</sub>y</i> <i>z</i> <i><sub>z x</sub>x z</i>
<i><b>Bài 3: Tính </b></i>
2 3 2009
1 1 1
...
log log log
<i>A</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub> Biết </sub><i><sub>x </sub></i><sub>2009!</sub>
Ta có:
2 3 2009
1 1 1
...
log log log
log 2 log 3 log 4 ... log 2009
log 2.3.4...2009 log 2009! log 1
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>A</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i><b>Bài 4: Tính: </b></i>
4.1 <i><sub>A </sub></i><sub>ln tan1</sub>0 <sub>ln tan 2</sub>0 <sub>ln tan 3</sub>0 <sub>... ln tan89</sub>0
4.2 <i><sub>B </sub></i><sub>ln tan1 .ln tan 2 .ln tan 3 ...ln tan89</sub>0 0 0 0
4.1 Ta có:
0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
ln tan1 ln tan 2 ln tan3 ... ln tan89
ln tan1 ln tan89 ln tan 2 ln tan88 ... tan 45
ln tan1 .tan89 ln tan 2 .tan88 ... tan 45
ln1 ln1 ... ln1 0
<i>A </i>
4.2 Ta có:
0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
ln tan1 .ln tan 2 .ln tan3 ...ln tan89
ln tan1 .ln tan 2 .ln tan 3 ...ln tan 45 ...ln tan89
ln tan1 .ln tan 2 .ln tan 3 ...ln1...ln tan89
ln tan1 .ln tan 2 .ln tan 3 ...0...ln tan89 0
<i>B </i>
(Chú ý <sub>tan 45</sub>0 <sub>1</sub>
)
<b>HÀM SỐ MŨ – LOGARIT </b>
<i><b>Bài 1: Cho hàm số: </b></i>
4 2
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>f x </i>
. Tính tổng:
1 2 2008
...
2009 2009 2009
<i>S</i> <i>f</i> <sub></sub> <sub></sub> <i>f</i> <sub></sub> <sub></sub> <i>f</i> <sub></sub> <sub></sub>
Bổ đề: Cho a+b=1. Hãy chứng minh <i>f a</i>
Ta xét:
4 4 2 4 4 2
4 4
4 2 4 2 4 2 4 2
8 2 4 4
4 2.4 4 2.4
1
4 2 4 4 4 8 2 4 4
<i>a</i> <i>b</i> <i>b</i> <i>a</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>b</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<i>a b</i> <i>a</i> <i>a b</i> <i>b</i>
<i>a b</i> <i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>b</i>
<i>f a</i> <i>f b</i>
Vậy a+b=1 thì <i>f a</i>
Khi đó ta có: 2008
2 2
<i>S</i> <sub></sub> <i>f a</i> <i>f b</i> <sub></sub>
Bài 2: Xét các hàm số:
<i>x</i> <i>x</i>
<i>f x</i>
và
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>g x</i>
2.1 <i>f x</i>
2.3 <i>f</i>
1 2 1 2 1 2 1 2
1 2 2 1 2 2 1 1 2 2
1 1 2 2
1 2 1 2
1 2
2 2 2 2
2 2
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
2
2 4
2 2 2 2
2 . 2
2 2
<i>x x</i> <i>x x</i> <i>x x</i> <i>x x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>f x</i> <i>x</i> <i>f x</i> <i>x</i>
<i>f x f x</i>
2.2 Ta xét:
1 1 1 1
1 1
1 1 1 1
2 2
1
1 1
2 2 2 2
2 2
2
2 2
2 2 2 2
2. . 2
2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>g</i> <i>x</i>
<i>g x f x</i>
2.3 Ta xét:
1 1 1 1
1 1 <sub>1</sub> <sub>1</sub>
2 2 2 2
1
2 <sub>2</sub>
2
1
2 2 2 2 2
2 1 1 1
2 2
2 2 <sub>2</sub> <sub>2</sub>
1 2 1 2 1
2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>x</sub></i>
<i>f</i> <i>x</i>
<i>f</i> <i>x</i>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Bài 3: Xét các hàm số:
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>a</i>
<i>f x</i>
và
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>a</i>
<i>g x</i>
với <i>a</i>0,<i>a</i>1.
Chứng minh rằng với mọi x ta có các hệ thức sau:
3.1 <i>f</i> 2
2 2
2 2
2 2
.
2 2
2 2
. . 1
2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>f</i> <i>x</i> <i>h x</i>
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>a</i> <i>a</i>
<i>a a</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
3.2 Ta xét:
2 2
2 2
2 2
2 2 2 2
2 2
2 2
2
2 2
4 4 4
2
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>f</i> <i>x</i> <i>h x</i>
<i>a</i> <i>a</i>
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>a</i> <i>a</i>
<i>f</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>PHƯƠNG TRÌNH MŨ – LOGARIT </b>
<b>Dạng : AB + (ab)</b>x<sub> = Aa</sub>x<sub> + Bb</sub>x<sub> với a, b > 0 và a, b khác 1 </sub>
<i>Phương pháp giải.</i>
Ta có: AB + (ab)x<sub> = Aa</sub>x<sub> + Bb</sub>x<sub> </sub>
AB − Aax<sub> = Bb</sub>x<sub> − (ab)</sub>x
A(B − ax<sub>) = b</sub>x<sub>(B− a</sub>x<sub> )</sub>
(B − ax<sub>) (A − b</sub>x<sub>)=0</sub>
<i>Ví dụ minh họa: Giải các phương trình sau: </i>
1.1 12 6<i>x</i> 4.3<i>x</i> 3.2<i>x</i>
1.4 <i>e</i>5<i>e</i>4<i>x</i> <i>e</i>3<i>x</i>2 <i>ex</i>3
1.2 40 10<i>x</i> 5.2<i>x</i> 8.5<i>x</i>
1.5 8.3<i>x</i> 3.2<i>x</i> 24 6 <i>x</i>
1.3 15 8<i>x</i> 3.4<i>x</i> 5.2<i>x</i>
Giải.
1.1 Ta có: 12 6<i>x</i> 4.3<i>x</i> 3.2<i>x</i>
12 4.3<i>x</i> 3.2<i>x</i> 6<i>x</i>
4 3 3
4 2 0 2 4 1
2
3 3 0 3 3
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<b>Dạng: </b><i><sub>A M</sub></i>
với M > 1
<i>Phương pháp giải.</i>
Ta xét:
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Đặt <i>t</i>
<i>t</i>
. Khi đó pt có dạng:
2 <sub>0</sub>
<i>B</i>
<i>At</i> <i>C</i> <i>At</i> <i>Ct B</i>
<i>t</i>
<i>Ví dụ minh họa: Giải các phương trình sau: </i>
2.1
2.2
<i>x</i> <i>x</i>
2.4
2.5
<i>x</i> <i>x</i>
2.6
2.8
Giải
2.1 Ta xét:
2
2 3 1 1
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>t</i>
<i>t</i>
2 2 3
1
4 4 1 0
2 3
<i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i><sub>t</sub></i>
Với <i>t</i> 2 3 <i>x</i>1
2 3 1
<i>t</i> <i>x</i>
<b>Dạng: </b><i><sub>A</sub>x</i> <i><sub>B</sub>x</i> 2<i><sub>C</sub>x</i>
với
2
<i>A B</i>
<i>C</i> (Khi đó A<C<B)
<i>Phương pháp giải.</i>
Nhận thấy x=1, ta có: VT=VP suyra x=1 là nghiệm của phương trình.
x=0, ta có: VT=VP suyra x=1 là nghiệm của phương trình.
Chứng minh phương trình trên có duy nhất hai nghiệm, suyra x=0 và x=1 là hai
nghiệm duy nhất của phương trình.
Chia hai vế phương trình cho Cx<sub>, khi đó ta có: </sub> <sub>2</sub>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>A</i> <i>B</i>
<i>C</i> <i>C</i>
,
với <i>A</i> 1,<i>B</i> 1
<i>C</i> <i>C</i>
Xét hàm số:
<i>x</i> <i>x</i>
<i>A</i> <i>B</i>
<i>f x</i>
<i>C</i> <i>C</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
xác định trên R. Tính đạo hàm cấp 2,
chứng minh đạo hàm cấp hai dương, suyra đạo hàm cấp một đồng biến.
Mặt khác <i><sub>f a f b </sub></i>/
suyra phương trình <i><sub>f x </sub></i>/
có nghiệm x0 thuộc
khoảng
Bảng biến thiên:
x a x0 b
f/<sub>(x)</sub> <sub> − 0 + </sub>
f(x)
<i>f x</i>
<i>Ví dụ minh họa: Giải phương trình: </i>
3.1 3<i>x</i> 5<i>x</i> 2.4<i>x</i>
3.2 2007<i>x</i> 2009<i>x</i> 2.2008<i>x</i>
3.3 2008<i>x</i> 2010<i>x</i> 2.2009<i>x</i>
3.4 3<i>x</i> 5<i>x</i> 6<i><sub>x</sub></i> 2
3.5 4<i>x</i> 5<i>x</i> 6<i>x</i> 12<i><sub>x</sub></i> 3
3.6 3<i>x</i> 5<i>x</i> 6 <i>x</i> 2
Giải.
3.1 phương trình: 3<i>x</i> 5<i>x</i> 2.4<i>x</i>
Ta có: <i>x</i> 0 <i>VT VP</i> <i>x</i>0 là nghiệm của phương trình.
<i>x</i> 1 <i>VT VP</i> <i>x</i>1 là nghiệm của phương trình.
Suyra: x=0 và x=1 là nghiệm của phương trình.
Vì 4<i>x</i> 0
3 5
2
4 4
<i>x</i> <i>x</i>
Xét hàm số:
4 4
<i>x</i> <i>x</i>
<i>f x</i> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
với <i>x </i>
Vậy phương trình 3 5 2
4 4
<i>x</i> <i>x</i>
(hay phương trình 3 5 2.4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
) chính là
phương trình hồnh độ giao điểm của
4 4 4 4
<i>x</i> <i>x</i>
<i>f x</i> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
// 3 <sub>ln</sub>2 3 5 <sub>ln</sub>2 5 <sub>0 </sub>
4 4 4 4
<i>x</i> <i>x</i>
<i>f</i> <i>x</i> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <i>x</i>
Suyra:
/
<i>f x</i> đồng biến
Mặt khác, ta có:
/
/ /
/
3 5 15
0 ln ln ln 0
4 4 16 <sub>0</sub> <sub>1</sub> <sub>0 </sub> <sub>0;1</sub>
3 3 5 5
1 ln ln 0
4 4 4 4
<i>f</i>
<i>f</i> <i>f</i> <i>x</i>
<i>f</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Suyra phương trình f/<sub>(x)=0 có nghiệm thuộc </sub>
đồng biến
Nên f/<sub>(x)=0 có nghiệm x0 duy nhất thuộc </sub>
x 0 x0 1
f/<sub>(x)</sub> <sub> − 0 + </sub>
f(x)
<i>f x</i>
Suyra: x=0 và x=1 là hai nghiệm duy nhất của phương trình.
Vậy tập nghiệm phương trình <i>S </i>
3.4 Phương trình: 3<i>x</i> 5<i>x</i> 6<i><sub>x</sub></i> 2
Ta có: <i>x</i> 0 <i>VT VP</i> <i>x</i>0 là nghiệm của phương trình.
1 1
Xét hàm số: <i><sub>f x</sub></i>
với <i>x </i>
Vậy phương trình 3<i>x</i> 5<i>x</i> 6<i><sub>x</sub></i> 2
chính là phương trình hồnh độ giao điểm của
// <sub>3 ln 3 5 ln 5 0 </sub><i>x</i> 2 <i>x</i> 2
<i>f</i> <i>x</i> <i>x</i> Suyra: <i>f x</i>/
Mặt khác, ta có:
/
/ /
/
0 ln 3 ln 5 6 0
0 1 0 0;1
1 3ln 3 5ln5 6 0
<i>f</i>
<i>f</i> <i>f</i> <i>x</i>
<i>f</i>
Suyra phương trình f/<sub>(x)=0 có nghiệm thuộc </sub>
đồng biến
Nên f/<sub>(x)=0 có nghiệm x0 duy nhất thuộc </sub>
x 0 x0 1
f/<sub>(x)</sub> <sub> − 0 + </sub>
f(x)
<i>f x</i>
Suyra: x=0 và x=1 là hai nghiệm duy nhất của phương trình.
Vậy tập nghiệm phương trình <i>S </i>
<b>Dạng: </b><i>Af x</i> <i>f x</i>
<i>Phương pháp giải.</i>
+ Đặt
<i>u</i> <i>f x</i>
<i>v g x</i>
+ Xét hàm số: <i><sub>m t</sub></i>
+ Cần chứng minh: <i>m t</i>
+ Phương trình: <i>Af x</i> <i>f x</i>
+ Suyra: u=v hay f(x)=g(x). Rồi giải phương trình đại số.
<i>Ví dụ minh họa: Giải các phương trình sau:</i>
4.1 2 <sub>8</sub> <sub>2</sub>
2<i>x</i> <i>x</i> 2<i>x</i> 8 2<i><sub>x x</sub></i>
4.2 2 <sub>1</sub> <sub>2</sub>
2<i>x</i> <i>x</i> 4<i>x</i> 3<i><sub>x x</sub></i> 2
4.3 2 <sub>3 2</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>3</sub> 2
2<i>x</i> <i>x</i> 9 <i>x</i> <i><sub>x</sub></i> 6 4 <i>x</i> 3<i>x x</i> 5<i><sub>x</sub></i>
Giải
4.1 Đặt:
2
8
<i>u x</i> <i>x</i>
<i>v x</i>
<sub></sub>
2
8 2
<i>v u</i> <i>x x</i>
Phương trình trên 2<i>u</i> 2<i>v</i> <i><sub>v u</sub></i> 2<i>u</i> <i><sub>u</sub></i> 2<i>v</i> <i><sub>v</sub></i> <i><sub>f u</sub></i>
Xát hàm số: <i><sub>f t</sub></i>
' 2 ln 2 0 <i>t</i>
<i>f t</i> <i>t</i>
'
<i>f t</i>
đồng biến
mà <i>f u f v</i>
nên <i><sub>u v</sub></i> <i><sub>x</sub></i>2 <i><sub>x x</sub></i> <sub>8</sub> <i><sub>x</sub></i>2 <sub>2</sub><i><sub>x</sub></i> <sub>8 0</sub>
4
2
<i>x</i>
<i>x</i>
<sub></sub>
Vậy tập nghiệm phương trình: <i>S </i>
4.3 Phương trình 2 <sub>6 4</sub> <sub>2</sub> <sub>4</sub> <sub>6</sub> 2
2<i>x</i> <i>x</i> 3 <i>x</i> <i><sub>x</sub></i> 6 2 <i>x</i> 3<i>x x</i> 5<i><sub>x</sub></i>
2 <sub>2</sub> 2 <sub>4</sub> <sub>6</sub> <sub>6 4</sub>
2<i>x</i> <i>x</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>x</sub></i> 3<i>x x</i> 2 <i>x</i> 4<i><sub>x</sub></i> 6 3 <i>x</i>
Đặt :
2
4 6
<i>u x</i> <i>x</i>
<i>v</i> <i>x</i>
<sub></sub> 2 3 2 3
<i>u</i> <i><sub>u</sub></i> <i>u</i> <i>v</i> <i><sub>v</sub></i> <i>v</i>
Xét hàm số
<i>t</i>
<i>t</i>
<i>f t</i> <sub> </sub><i>t </i>
/ <sub>2 ln 2 1</sub> 1 <sub>ln</sub>1 <sub>0 </sub>
3 3
<i>t</i>
<i>t</i>
<i>f t</i> <i>t</i>
<sub> </sub>
đống biến Mà <i>f u</i>
Ta có phương trình: 2 4 6 2 5 6 0 1
6
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<sub> </sub>
Dạng: Phương trình chứa A2m<sub>, A</sub>2n<sub> và A</sub>m+n
<i>Phương pháp giải.</i>
Đặt:
2 2
2 2 , 0
<i>m n</i>
<i>m</i>
<i>m n</i>
<i>n</i>
<i>uv A</i>
<i>u</i> <i>A</i>
<i>u v</i>
<i>u</i>
<i>A</i>
<i>v</i> <i>A</i>
<i>v</i>
Ta chuyển phương trình: <i><sub>pA</sub></i>2<i>m</i> <i><sub>qA</sub>m n</i> <i><sub>kA</sub></i>2<i>n</i> <sub>0</sub>
về phương trình: <i><sub>pu</sub></i>2 <i><sub>quv kv</sub></i>2 <sub>0</sub>
Vì v>0 nên ta chia hai vế phương trình cho v2<sub>, ta có: </sub>
2
0
<i>u</i> <i>u</i>
<i>p</i> <i>q</i> <i>k</i>
<i>v</i> <i>v</i>
Đặt <i>t</i> <i>u</i>
<i>v</i>
ta đưa về phương trình bậc hai theo t. Giải phương trình tìm t
Khi đó ta có: <i><sub>A</sub>m n</i> <i><sub>t</sub></i><sub>1</sub>
(giải phương trình cơ bản này tìm ra x)
Ví dụ minh họa: Giải các phương trình sau:
5.1 <sub>2</sub>2 <i>x</i> 3 <i>x</i> <sub>5.2</sub> <i>x</i> 3 1 <sub>2</sub><i>x</i>4 <sub>0</sub>
5.2 <sub>2</sub> 2 <sub>1</sub> 2 <sub>2</sub> <sub>2</sub>
2 <i>x</i> 9.2<i>x</i> <i>x</i> 2 <i>x</i> 0
5.3 2 2 <sub>2</sub>
2<i>x</i> <i>x</i> 4.2<i>x</i> <i>x</i> 2 <i>x</i> 4 0
Giải
5.1 Ta có: <sub>2</sub>2 <i>x</i> 3 <i>x</i> <sub>5.2</sub> <i>x</i> 3 1 <sub>2</sub><i>x</i>4 <sub>0</sub>
22 <i>x</i> 3 <i>x</i> 5.2 <i>x</i> 3 14.2<i>x</i>2 0
Đặt :
3 1
2 3
2 3 1
2
2
, 0
2 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>uv</i>
<i>u</i>
<i>u v</i>
<i>u</i>
<i>v</i>
<i>v</i>
<sub></sub>
.Khi đó ta có phương trình:
1
5 4 0 5 4 0
4
<i>u</i>
<i>u</i> <i>u</i> <i>v</i>
<i>u</i> <i>uv</i> <i>v</i>
<i>v</i> <i>v</i> <i><sub>u</sub></i>
<i>v</i>
Với: <i>u</i> <sub>1</sub> <sub>2</sub> <i>x</i> 3 <i>x</i> 1 <sub>1</sub>
<i>v</i>
3 1
4 2 <i>x</i> <i>x</i> 4
<i>u</i>
<i>v</i>
Dạng: <i>A</i>log<i>ax</i> <sub></sub> <i>f x</i>
<i>Phương pháp giải.</i>
Điều kiện: x>0
Hướng giải quyết 1:<b> đặt t=logax => x=a</b>t<sub> . Chuyển f(x) về phương trình mũ </sub>
theo t
Hướng giải quyết 2: Đưa f(x) về phương trình mũ của hàm logarit cùng cơ số.
Chú ý:
<i>Ví dụ minh họa: Giải các phương trình sau: </i>
6.1 log 62
2
log 2
6.9 <i>x</i> 6<i><sub>x</sub></i> 13.<i><sub>x</sub></i>
6.2 <i>x</i>log 43 <sub></sub><i>x</i>22log3<i>x</i> <sub></sub> 7<i>x</i>log 23
6.3 <i>x</i>3log 23 <sub></sub><i>x</i>2.2log3<i>x</i> <sub></sub>12log3<i>x</i> <sub></sub><i>x</i>3
Giải
6.1 Phương trình: log 62
2
log 2
6.9 <i>x</i> 6<i><sub>x</sub></i> 13.<i><sub>x</sub></i>
điều kiện x>0
Hướng giải quyết 1:
Chú ý công thức: <i><sub>a</sub></i>log<i><sub>b</sub>c</i> <i><sub>c</sub></i>log<i><sub>b</sub>a</i>
với a, b, c >0 và <i>b </i>1
Áp dụng công thức trên, ta chuyển phương trình log 62
2
log 2
6.9 <i>x</i> 6<i><sub>x</sub></i> 13.<i><sub>x</sub></i>
về
phương trình: 6.9log2<i>x</i> <sub></sub>6<i>x</i>2 <sub></sub>13.6log2<i>x</i>
Đặt 2
2
log 2<i>t</i> 4<i>t</i>
<i>t</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
Khi đó ta có phương trình: 6.9<i>t</i> 6.4<i>t</i> 13.6<i>t</i>
(về dạng phương trình A2x, B2x và
(AB)x<sub>)</sub>
Hướng giải quyết 2:
Ta có: 6.9log2<i>x</i> <sub></sub>6<i>x</i>2 <sub></sub>13<i>x</i>log 62
2 2 2
log log 4 log 6
6.9 <i>x</i> 6<i><sub>x</sub></i> 13<i><sub>x</sub></i>
2 2 2
log log log
6.9 <i>x</i> 64 <i>x</i> 136 <i>x</i>
Đặt <i>t</i> log2<i>x</i>, khi đó ta có phương trình: 6.9<i>t</i> 6.4<i>t</i> 13.6<i>t</i>
<b>CÁC PHƯƠNG TRÌNH MŨ – LOGARIT ĐẶC SẮC:</b>
<i><b>Bài tập 1: Giải phương trình: </b></i><sub>2</sub><i>x</i>1 <sub>2</sub>1 2 <i>x</i> <sub>3 2</sub>3
Giải.
<i>Cách 1: Đặt t=2</i>x<sub>, t>0. Khi đó ta có phương trình: </sub> 3
2
2
2<i>t</i> 3 2
<i>t</i>
3 3
2<i>t</i> 3 2<i>t</i> 2 0
. Ta có <i>t </i>3 2 là nghiệm của phương trình. Áp dụng lược đồ
2 <sub>3 2</sub>3
0 2
3 <sub>2</sub> <sub>2 </sub><sub></sub> 3 <sub>2</sub><sub> </sub><sub></sub> 3 <sub>4</sub><sub> 0</sub>
Khi đó: <sub>2</sub><i><sub>t</sub></i>3 <sub></sub> <sub>3 2</sub>3 <i><sub>t</sub></i><sub> </sub><sub>2 0</sub>
3
2 3 3
2 1
3
2 2 4 0
<i>t</i>
<i>x</i>
<i>t</i> <i>t</i>
<i>Cách 2: Sử dụng BĐT Cauchy.</i>
Vì 1<sub>2</sub> 1
2
<i>x</i> <sub> và </sub> <sub>1 2</sub>
2 <i>x</i> là các số dương. Nên áp dụng BĐT Cauchy cho 3 số 12 1
2
<i>x</i> <sub>, </sub>1<sub>2</sub> 1
<i>x</i>
và <sub>2</sub>1 2 <i>x</i>, ta có: 12 1 12 1 21 2 3 23
2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
Dấu // <sub>= </sub>\\<sub> xãy ra khi và chỉ khi: </sub>1<sub>2</sub> 1 <sub>2</sub>1 2 <sub>2</sub> <sub>2</sub>1 2 1
2 3
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i><sub>x</sub></i>
<i><b>Bài tập 2: Giải phương trình: </b></i>log 22
Phương trình: log 22
2 2
log 2<i>x</i> 4<i>x</i>2 log <i>x</i> 1 4<i>x</i> 2<i>x</i>
2
log 2<i>x</i> 4 3 2 1 <i>x</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
Vì x>0, ta có: 2
2 2 2
2<i>x</i> 4 2<i>x</i> 4 8 log 2<i>x</i> 4 3
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
Vậy
2
2
2
log 2 4 3
3 2 1 3
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
. Ta có <i>VT</i> 2, <i>VP</i>2 mà VT=VP
Nên ta có:
1
1
1 0
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
. Tập nghiệm phương trình <i>S </i>
<i><b>Bài tập 3: Giải phương trình: </b></i>
3.1 8 9.2 27 27 64
8 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
3.2 23 6.2 <sub>3</sub><sub></sub>1 <sub>1</sub><sub></sub> 12 1
2
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<b>Giải.</b>
Phương trình: 8 9.2 27 27 64
8 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
3
3 3
2 64 2 4 4 4.2 3 0
2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<i><b>Bài tập 4: Giải phương trình: </b></i> 2 <sub>2</sub> <sub>3</sub> 2 <sub>2</sub> <sub>2</sub> 2 <sub>2</sub> <sub>1</sub>
3<i>x</i> <i>x</i> 4<i>x</i> <i>x</i> 5<i>x</i> <i>x</i> 14
<b>Giải.</b>
<i>Cách 1: Phương trình: </i> 2 <sub>2</sub> <sub>3</sub> 2 <sub>2</sub> <sub>2</sub> 2 <sub>2</sub> <sub>1</sub>
3<i>x</i> <i>x</i> 4<i>x</i> <i>x</i> 5<i>x</i> <i>x</i> 14
Ta có:
2
2
2
2 2 2 2
2
2
1 2
2 3 2
1 1
2 2 1 2 3 2 2 2 1
1
2 1 0
3 3 3 9
4 4 4 4 3 4 5 14
5 5 5 1
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Dấu // <sub>= </sub>\\<sub> xãy ra khi và chỉ khi: x=−1.</sub>
<i>Cách 2: Phương trình: </i> 2 <sub>2</sub> <sub>3</sub> 2 <sub>2</sub> <sub>2</sub> 2 <sub>2</sub> <sub>1</sub>
3<i>x</i> <i>x</i> 4<i>x</i> <i>x</i> 5<i>x</i> <i>x</i> 14
12 2 12 1 12
2 1
3 4 5 1
3 4 5 1
9.3 4.4 5 1
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
Dùng đạo hàm ta chứng minh phương trình 9.3<i>t</i> 4.4<i>t</i> 5<i>t</i> 1
có t=0 là nghiệm duy
nhất.
Với t=0 ta suyra x=−1.
Vậy tập nghiệm phương trình: <i>S </i>
<i><b>Bài tập 5: Giải phương trình: </b></i>6 1 2 3log 56
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>x</sub></i>
Giải.
Phương trình: 6 1 2 3log 56
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>x</sub></i>
. Điều kiện: 1
5
<i>x </i>
Đặt log 56
<i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>. Khi đó ta có phương trình:
6<i>x</i> 6<i>t</i> 5<i><sub>x</sub></i> 2<i><sub>x</sub></i> 3<i><sub>t</sub></i> 6<i>x</i> 3<i><sub>x</sub></i> 6<i>t</i> 3<i><sub>t</sub></i>
. Xét hàm số: <i><sub>f u</sub></i>
. Chứng minh
f(u) đơn điệu khi đó ta có t=x.
<i><b>Bài tập 6: Giải phương trình: </b></i>3log 13
Điều kiện: x>0. Khi đó đặt
3 2
3log 1 <i>x</i> <i>x</i> 2log <i>x</i> 6<i>y</i>
Khi đó ta có:
3 3 2
3
6
2
log 1 2 <sub>1</sub> <sub>3</sub>
2
log 3
<i>y</i>
<i>y</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>y</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>x</sub></i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>y</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub>
3 2 1 8 4
1 2 2 9 1
9 9 9
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>y</i> <i>y</i> <i>y</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub>
. Ta có t=2 là nghiệm duy nhất.
Với t=2, ta có: x=212<sub>=4096</sub>
<i><b>Bài tập 7: Giải phương trình: </b></i>
2 1 3 2
2
3
8
2 2
log 4 4 4
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
Giải.
Ta có: 4<i>x</i>2 4<i>x</i> 4
3
8
8 8
log 4<i>x</i> 4<i>x</i>4 <i>VP</i>
Theo BĐT Cauchy ta có: <sub>2</sub>2 1<i>x</i> <sub>2</sub>3 2 <i>x</i> <sub>8</sub> <i><sub>VT</sub></i> <sub>8</sub>
. Mà VT=VP (theo giả thuyết).
Suyra: 8 2<sub>2 1</sub>1 0<sub>3 2</sub> 1
8 2 <i>x</i> 2 <i>x</i> 2
<i>x</i>
<i>VT</i>
<i>x</i>
<i>VP</i>
Vậy tập nghiệm phương trình: 1
2
<i>S </i><sub> </sub>
<i><b>Bài tập 8: Giải phương trình: </b></i><sub>2</sub><i>x</i>1 <sub>2</sub><i>x</i>2<i>x</i>
Giải.
Ta có:
2 <sub>1</sub> <sub>1</sub> 2
2<i>x</i> <i>x</i> 2<i>x</i> 2<i>x</i> 2<i>x</i> <i>x</i> 0
(do hàm số y=2t đồng biến).
Suyra: 0
0
<i>VT</i>
<i>VP</i>
mà VT=VP (Giả thuyết) nên ta có:
2
2
1
1 0
1
2<i>x</i> 2<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
Tập nghiệm phương trình: <i>S </i>
<i><b>Bài tập 9: Giải phương trình: </b></i>
2 3 6
log <i>x</i> <i>x</i> 1 log <i>x</i> <i>x</i> 1 log <i>x</i> <i>x</i> 1
Giải.
Điều kiện:
2
2
2
1 0
1 0
1 0
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
. Chú ý:
2
1 0
1
1 0
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<sub></sub>
. Với <i>x </i>1 thì ta có:
2 3 6
log <i>x</i> <i>x</i> 1 .log <i>x</i> <i>x</i> 1 log <i>x</i> <i>x</i> 1
Áp dụng công thức đổi cơ số ta có:
2 2
6 6 <sub>2</sub>
6
6 6
log 1 log 1
. log 1
log 2 log 3
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
2
6
2
2 3 6
log 1 0
log 6.log 6.log 1 1 *
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
3 6
log <i>x</i> <i>x</i> 1 log 2 <i>x</i> <i>x</i> 1 3
Vì 6
6
log 2
2
log 2
2
1 1
1 3
3
1
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
, nên ta có hệ phương trình:
6
6 6
6
log 2
2
log 2 log 2
log 2
2
1 3 <sub>1</sub>
3 3
2
1 3
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
Rõ ràng theo BĐT Cauchy, ta có: 3log 26 3 log 26 2 1
Vậy phương trình có nghiệm x=1 và 1
<i>x</i>