Tìm tất cả các giá trị nguyên dương nhỏ hơn 5 của tham số m để hàm số (y = dfrac{1}{3}{x^3} + left( {m - 1} right){x^2} + left( {2m - 3} right)x - dfrac{2}{3}) đồng biến trên (left( {1; + infty } right)).
Giải chi tiết:
Ta có (y' = {x^2} + 2left( {m - 1} right)x + 2m - 3).
Để hàm số đồng biến trên (left( {1; + infty } right) Leftrightarrow y' ge 0,,forall x in left( {1; + infty } right))
(begin{array}{l} Leftrightarrow {x^2} + 2left( {m - 1} right)x + 2m - 3 ge 0,,forall x in left( {1; + infty } right) Leftrightarrow {x^2} + 2mleft( {x + 1} right) - 2x - 3 ge 0,,forall x in left( {1; + infty } right) Leftrightarrow {x^2} - 2x - 3 ge - 2mleft( {x + 1} right),,forall x in left( {1; + infty } right)end{array})
Do (x in left( {1; + infty } right) Rightarrow x + 1 > 0 Leftrightarrow - 2m le dfrac{{{x^2} - 2x - 3}}{{x + 1}} = fleft( x right),,forall x in left( {1; + infty } right) Leftrightarrow - 2m le mathop {min }limits_{left[ {1; + infty } right)} fleft( x right))
Xét hàm số (fleft( x right) = dfrac{{{x^2} - 2x - 3}}{{x + 1}}) trên (left[ {1; + infty } right)) ta có:
(f'left( x right) = dfrac{{left( {2x - 2} right)left( {x + 1} right) - {x^2} + 2x + 3}}{{{{left( {x + 1} right)}^2}}} = dfrac{{{x^2} + 2x + 1}}{{{{left( {x + 1} right)}^2}}} = 1 > 0 Rightarrow ) Hàm số đồng biến trên (left[ {1; + infty } right))
( Rightarrow mathop {min }limits_{left[ {1; + infty } right)} fleft( x right) = fleft( 1 right) = - 2 Leftrightarrow - 2m le - 2 Leftrightarrow m ge 1).
Kết hợp điều kiện đề bài (m in Z,,,m < 5 Rightarrow m in left{ {1;2;3;4} right}).
Chọn D.
( * ) 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.