Cho hàm số y = x4 – 2(m + 1)x2 + m2 (1) với m là tham số thực
1. Khảo sát biến thiên và vẽ đồ thị hàm số (1) khi m = 0 (HS tự làm)
2. Tìm m để đồ thị hàm số (1) có 3 điểm cực trị tạo thành 3 đỉnh của một tam giác vuông.
Giải chi tiết:
1.
Với m = 0 => y = x4 – 2x2
Tập xác định: D = R
y’ = 4x3 – 4x, y’ = 0 ⇔ 4x3 – 4x = 0 ⇔ x = 0 hoặc x = ± 1
Hàm số đồng biến trên (-1; 0) ∪ (1; +∞), nghịch biến trên (-∞; -1) ∪ (0; 1).
Hàm số đạt cực đại tại điểm (0; 0), đạt cực tiểu tại (-1;-1) và (1;-1)
y = +∞ => Hàm số không có tiệm cận.
Đồ thị tiếp xúc với Ox tại (0; 0), cắt Ox tại 2 điểm (±√2; 0) và nhận trục Oy làm trục đối xứng.
2.
y’ = 4x3 – 4(m + 1)x.
y’ = 0 ⇔ 4x3 – 4(m + 1)x = 0 ⇔
Hàm số có 3 cực trị m + 1 > 0 ⇔ m > -1
Khi đó đồ thị hàm số có 3 cực trị A(0, m2), B(-; -2m - 1),
C(; -2m - 1)
Nhận xét: A ∈ Oy, B và C đối xứng qua Oy nên tam giác ABC cân tại A tức AB = AC nên tam giác chỉ có thể vuông cân tại A.
Theo định lý Pytago ta có:
AB2 + AC2 = BC2
⇔ (m + 1)[(m + 1)3 – 1] = 0
⇔ (m + 1)3 – 1 = 0 ⇔ m = 0 (do m > -1)
Vậy m = 0 là giá trị cần tìm
( * ) Xem thêm: Ôn tập luyện thi thpt quốc gia môn toán cơ bản và nâng cao. Tổng hợp đầy đủ lý thuyết, công thức, phương pháp giải và bài tập vận dụng.