Phương pháp hàm số trong bài toán tham số về phương trình, bất phương trình, hệ phương trình, hệ bất phương trình

Với bất phương trình có dạng : f (x) ≤ g(m)

Chúng ta thực hiện các bước sau đây:

Bước 1: Xét hàm số ) y = f (x

• Tìm tập xác định D

• Tính đạo hàm ' y , rồi giải phương trình 0 y'=

• Lập bảng biến thiên của hàm số

Bước 2: Kết luận:

• Bất phương trình có nghiệm D min y ≤ g(m)

• Bất phương trình nghiệm đúng x D max y ≤ g(m)

Chú ý : Nếu ) f (x) ≥ g(m thì:

• Bất phương trình có nghiệm D min y ≥ g(m)

• Bất phương trình nghiệm đúng x D max y ≥ g(m)



pdf20 trang | Chia sẻ: lethuong715 | Lượt xem: 594 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phương pháp hàm số trong bài toán tham số về phương trình, bất phương trình, hệ phương trình, hệ bất phương trình, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

−
+
=
x
x
x
x
xx
x
xf 
 Suy ra hàm số )(xf nghịch biến 2>∀x 
 1)(lim)( >⇔>⇔
+∞→
txfxf
x
 Cách 2: Ta có 2>x . 
 Mà 4
2
2
−
+
=
x
x
t
2
24
−
+
=⇔
x
x
t 
1
)1(2
2)2(
4
4
4
−
+
=⇔
+=−⇔
t
t
x
xxt
 Do ñó: 



>
−<
⇔


−<
>
⇔>−⇔
>
−
⇔>
−
+
1
1
1
1
01
0
1
4
2
1
)1(2
2
2
4
44
4
t
t
t
t
t
tt
t
x ∞− 
2
1
− 1 
'y — 0 + 
y ∞+ 12 
2
3
− 
5
 Mặc khác 10 >⇒> tt 
 Lúc ñó : (*) )()(
12
2
22
1 2
tfmg
t
tt
mt
t
m =⇔
+
+
=⇔=−




 +⇒ 
 Xét hàm số 
12
2
)(
2
+
+
=
t
tt
tf 
• Miền xác ñịnh : ( )+∞= ,1D 
• ðạo hàm : 
( )
⇒>
+
++
= 0
12
222
)('
2
2
t
tt
tf hàm số ñồng biến 
• Giới hạn : +∞=
+∞→
)(lim tf
t
• Bảng biến thiên: 
 Vậy ñể phương trình có nghiệm : 11)( >⇔> mmg 
g) 03)cot(tancottan 22 =++++ xxmxx 
ðặt xxt cottan += 2cottan 222 ++=⇒ xxt 
Tìm ñiều kiện cho t : 
2cot.tan2cottancottan ≥⇔≥+=+= txxxxxxt 
 (vì )1cot.tan =xx 
Lúc ñó : )()(101
2
2 tfmg
t
t
mmtt =⇔
+
=−⇔=++ 
Xét hàm số 
t
t
tf
1
)(
2 +
= 
• Miền xác ñịnh: ),2()2,( +∞∨−−∞=D 
• ðạo hàm : Dx
t
t
tf ∈∀>
−
= 0
1
)('
2
2
• Giới hạn : ±∞=+=
±∞→±∞→ t
t
tf
tt
1
lim)(lim
2
• Bảng biến thiên : 
x 1 ∞+ 
'y + 
y ∞+ 
 1 
x ∞− 2− 2 ∞+ 
'y + + 
y 
2
5
− ∞+ 
 ∞− 
2
5 
6
 Vậy ñể phương trình có nghiệm: 





>
−<
2
5
2
5
m
m
Bài 2.Tìm m ñể phương trình có ñúng 2 nghiệm phân biệt 
 a) mxxxx =−+−++ 626222 44 
 b) 6164164 4 3434 =++−+++− mxxxmxxx 
 Bài làm : 
a) mxxxx =−+−++ 626222 44 (1) 
 ðiều kiện : 60
06
02
≤≤⇔



≥−
≥
x
x
x
 Xét hàm số xxxxy −+−++= 626222 44 
• Miền xác ñịnh: [ ]6,0=D 
• ðạo hàm 
xxxx
y
−
−
−
−+=
6
1
)6(2
1
2
1
)2(2
1
'
4 34 3
0
6
1
2
1
)6(2
1
)2(2
1
0'
4 34 3
=
−
−+
−
−⇔=
xxxx
y 
0
6
1
2
1
)6(2
1
6
1
2
1
2
1
6
1
2
1
44444
=








−
++







−
+
−
+





−
−⇔
xxxxxxxx
44 6
1
2
1
xx −
=⇔ 
xx −=⇔ 62 
2=⇔ x 
• Bảng biến thiên: 
ðể (1) có hai nghiệm phân biệt: )44(3)66(2 44 +<≤+ m 
x 0 2 6 
'y + 0 — 
y )44(3 4 + 
)66(2 4 + 12124 + 
7
 b) 6164164 4 3434 =++−+++− mxxxmxxx 
ðặt )0(1644 34 ≥++−= tmxxxt 
Lúc ñó : 066 22 =−+⇔=+ tttt 




−=
=
⇔
)(3
)(2
lt
nt
Với mxxxmxxxt −=+−⇔=++−⇔= 16164161642 3434 (*) 
Xét hàm số : xxxxf 164)( 34 +−= 
• Miền xác ñịnh: RD = 
• ðạo hàm : 
 1684)(' 23 +−= xxxf 
 016840)(' 23 =+−⇔= xxxf 
 


=
−=
⇔
2
1
x
x
• Giới hạn 
 +∞=+−=
+∞→+∞→
)164(lim)(lim 34 xxxxf
xx
 +∞=+−=
−∞→−∞→
)164(lim)(lim 34 xxxxf
xx
• Bảng biến thiên: 
Vậy ñể có hai nghiệm khi : 271116 − mm 
3.Tìm m ñể phương trình xmx cos12 =+ có ñúng 1 nghiệm thuộc )
2
,0(
π 
Bài làm: 
Biến ñổi phương trình: 1cos2 −= xmx (1) 
Nhận xét: (1) có nghiệm khi 0≤m 
( vì 0>m lúc ñó 0,0 VPVT ) 
Lúc ñó (1) m
x
x
x
x
m −=






⇔
−
=⇔
2
2
2
2
4
2
sin2
1cos 
x ∞− -1 2 ∞+ 
'y — 0 + 0 + 
y ∞+ ∞+ 
 16 
 -11 
8
 m
x
x
2
2
2
sin
2
2
−=






⇔ (2) 
 ðặt 
2
x
t = . Vì 




∈⇒




∈
4
,0
2
,0
ππ
tx 
 (2) m
t
t
m
t
t
2
sin
2
sin
2
2
2
−=




⇔−=⇔ 
 Xét hàm số: 
t
t
tf
sin
)( = 
• Miền xác ñịnh 




=
4
,0
π
D 
• ðạo hàm Dt
t
ttt
t
ttt
tf ∈∀<
−
=
−
= 0
)tan.(cossincos.
)('
22
( vì tttDt ⇒∈ tan,0cos ) 
Do ñó hàm )(tf nghịch biến 
• Giới hạn : 
 1sinlim)(lim
00
=




=
→→ t
t
tf
tt
• Bảng biến thiên: 
Vậy ñể phương trình có ñúng một nghiệm : 
22
2
2
4
2
1
12
8
1
sin8
1)(
22
ππππ
−<<−⇔<−<⇔<




<⇔<< mm
t
t
tf 
4.Tìm m ñể phương trình mxxm +=+ 22 có ba nghiệm phân biệt 
Bài làm: 
Biến ñổi phương trình: xxm =−+ )12( 2 
122 −+
=⇔
x
x
m (vì 222 ≥+x ) 
Xét hàm số 
12
)(
2 −+
=
x
x
xf 
• Miền xác ñịnh : RD = 
t 0 
4
π 
)(' tf – 
)(tf 1 
π
22 
9
• ðạo hàm : 
222
2
)12(2
22
)('
−++
+−
=
xx
x
xf 
 220)(' 2 =+⇔= xxf 
 2±=⇔ x 
• Giới hạn 
 1
1
)12(
lim
12
lim)(lim
2
2
2
=








+
++
=







−+
=
+∞→+∞→+∞→ x
xx
x
x
xf
xxx
 1
1
)12(
lim
12
lim)(lim
2
2
2
−=








+
++
=







−+
=
−∞→−∞→−∞→ x
xx
x
x
xf
xxx
• Bảng biến thiên: 
Vậy ñể phương trình có 3 nghiệm phân biệt: 22 <<− m 
Loại 2: Bài toán tìm m ñối với bất phương trình 
Bài 1: Tìm m ñể bất phương trình nghiệm ñúng với mọi x 
a) 12562 >++− mxxx 
b) 0139. ≥+− xxm 
c) 04. 4 ≥+− mxxm 
Bài làm : 
a) Xét hàm số : mxxxxfy 256)( 2 ++−== 




<<−++−=
≥∨≤+−+=
=
)51(5)3(2)(
)51(5)3(2)(
)(
2
2
2
1
xxmxxf
xxxmxxf
xf 
 ðể bất phương trình nghiệm ñúng với mọi x 
{ } 1)3(),5(),1(min1)(min 111 >−⇔>⇔ mfffxf 
 51
056
10
1
2
1
1)3(
1)5(
1)1(
2
1
1
1
<<⇔
















<+−
>
>
⇔
>−
>
>
⇔ m
mm
m
m
mf
f
f
 Vậy với 51 << m bất phương trình có nghiệm ñúng với mọi x 
x ∞− 2− 2 ∞+ 
'y — 0 + 0 — 
y 1− 2 
 2− 1 
10
b) ðặt )0(3 >= tt x 
Lúc ñó : )()(1101.
2
22 tfmg
t
t
mtmtttm ≥⇔
−
≥⇔−≥⇔≥+− 
Xét hàm số 
2
1
)(
t
t
tf
−
= 
• Miền xác ñịnh ( )+∞= ,0D 
• ðạo hàm : 
4
22
)('
t
tt
tf
−
= 



=
=
⇔=−⇔=
2
0
020)(' 2
t
t
tttf 
• Giới hạn : 02lim)(lim
4
2
=




 −
=
+∞→+∞→ t
tt
tf
xx
• Bảng biến thiên: 
ðể bất phương trình nghiệm ñúng với mọi x )(max)( tfmg ≥⇔ 
4
1
≥⇔ m 
c) Biến ñổi bất phương trình có dạng : xxm 4)1( 4 ≥+ 
 )()(
1
4
4
xfmg
x
x
m ≥⇔
+
≥⇔ 
 Xét hàm số 
1
4
)(
4 +
=
x
x
xf 
• Miền xác ñịnh RD = 
• ðạo hàm 
( )24
4
1
124
)('
+
−
=
x
x
xf 
4 3
1
0)(' ±=⇔= xxf 
• Giới hạn : 0)(lim =
±∞→
xf
x
• Bảng biến thiên: 
x 0 2 ∞+ 
'y + 0 — 
y 
4
1 
∞− 0 
11
Vậy ñể bất phương trình nghiệm ñúng với mọi x 
 4 27)(max)( ≥⇔≥⇔ mxfmg 
Bài 2: Tìm m ñể bất phương trình có nghiệm 
a) 13 +≤−− mxmx 
b) xxx m
222 sincossin 3.32 ≥+ 
c) 062342 >−++− mxxx 
Bài làm : 
a) 13 +≤−− mxmx 
ðiều kiện : 3≥x 
ðặt )0(3 ≥−= txt 
Lúc ñó : 1)3( 2 +≤−+ mttm
2
1
1)2(
2
2
+
+
≤⇔+≤+⇔
t
t
mttm 
 )()( tfmg ≤⇔ 
Xét hàm số: 
2
1
)(
2 +
+
=
t
t
tf 
• Miền xác ñịnh [ )+∞= ,0D 
• ðạo hàm 
( )22
2
1
22
)('
+
+−−
=
t
tt
tf 
 310)(' ±−=⇔= xtf 
• Giới hạn : 0
2
1
lim)(lim
2
=
+
+
=
+∞→+∞→ t
t
tf
tt
• Bảng biến thiên : 
ðể bất phương trình có nghiệm: 
4
13
)(max)(
+
≤⇔≤ mtfmg 
y 0 4 27
 4 27− 0
x 0 31+− ∞+ 
'y + 0 — 
y 
4
13 + 
2
1 0 
12
x ∞− 
4 3
1
− 
4 3
1 ∞+ 
'y — 0 + 0 — 
b) xxx m
222 sincossin 3.32 ≥+ (*) 
Chia 2 vế của (*) cho x
2sin3 ta có: 
 )1(
9
1
.3
3
2
3
3
3
2
22
2
22 sinsin
sin
sin1sin
mm
xx
x
xx
≥




+




⇔≥+




 − 
Xét hàm số 
xx
y
22 sinsin
9
1
.3
3
2





+




= là hàm nghịch biến 
Lúc ñó : 
00sinsin11
2
9
1
.3
3
2
9
1
.3
3
2
9
1
.3
3
2
1sin0
22





+




≤




+




≤




+




⇔≤≤
xx
x 
 41 ≤≤⇔ y 
ðể (1) có nghiệm 4max ≤⇔≥ mmy 
c) 062342 >−++− mxxx (*) 
 Xét hàm số 6234)( 2 −++−= mxxxxf 





≤≤−++−=
≥∪≤+−+=
=⇔
)31(9)2(2)(
)31(5)3(2)(
)(
2
2
2
1
xxmxxf
xxxmxxf
xf 
 Vậy (*) có nghiệm 0)(max >⇔ xf { } 0)2();3();1(max 222 >+⇔ mfff 










<<⇔
>+−
>+
>−
⇔
>+
>
>
⇔ 51
056
056
062
0)2(
0)3(
0)1(
2
2
2
2
m
mm
m
m
mf
f
f
Bài 3: Tìm tất cả m ñể bất phương trình 
3
3 123
x
mxx −≤−+− thoả mãn với 1≥x 
Bài làm: 
 Biến ñổi bất phương trình về dạng:
3
3 123
x
xmx −+≤ 
4
36 12
3
x
xx
m
−+
≤⇔ 
 Xét hàm số 
4
36 12
)(
x
xx
xf
−+
= 
• Miền xác ñịnh : [ )+∞= ,1D 
• ðạo hàm : Dx
x
xx
x
xx
xf ∈∀>
+−
=
+−
= 0
4)1(2422
)('
5
33
5
36
• Giới hạn : +∞=+−=
+∞→+∞→ 5
36 422
lim)(lim
x
xx
xf
xx
• Bảng biến thiên : 
13
 ðể bất phương trình nghiệm ñúng với 1≥x 
)()(min mgxf ≥⇔ 
3
2
23 ≤⇔≤⇔ mm 
Bài 4: Tìm tất cả m ñể bất phương trình m
x
x
≥
−1log
log
2
2
2
2 nghiệm ñúng với mọi 0>x 
Bài làm: 
 ðặt xt 22log= 
 Tìm ñiều kiện cho t : Vì 10 >⇔> tx 
 Lúc ñó : )()(
1
mgtfm
t
t
≥⇔≥
−
 Xét hàm số 
1
)(
−
=
t
t
tf 
• Miền xác ñịnh ( )+∞= ,1D 
• ðạo hàm : 
( )3 212
2
)('
−
−
=
t
t
tf 
20)(' =⇔= ttf 
• Giới hạn : 
( )
=
−
−
=
+∞→+∞→
3 212
2
lim)(lim
t
t
tf
tt
∞+ 
( )
+∞=
−
−
=
++ →→ 3 211 12
2
lim)(lim
t
t
tf
tt
• Bảng biến thiên : 
ðể bất phương trình nghiệm ñúng với mọi 0>x 
⇔ 0)()( >∀≥ tmgtf mmgtf ≥⇔≥⇔ 1)()(min 
Bài 5: Tìm m ñể bất phương trình m
xx
<





+−− )32(log 24
4
3 nghiệm ñúng với mọi 
( )0,2−∈x 
y ∞+
 2 
x 1 2 ∞+ 
'y — 0 + 
y ∞+ ∞+ 
1 
x 1 ∞+ 
'y + 
14
Bài làm: 
 ðiều kiện : 130322 +−− xxx 
 Nhận xét : ñề bài yêu cầu thoả mãn ( )0,2−∈x 
 Do ñó ta xét giao của hai tập hợp trên : ( )0,2−∈x 
 Xét hàm số : )32(log)( 24 +−−= xxxf 
• Miền xác ñịnh ( )0,2−=D 
• ðạo hàm 
)32.(2ln2
22
4ln
)32ln(
)('
2
'2
+−−
−−
=




 +−−
=
xx
xxx
xf 
10)(' −=⇔= xxf 
• Bảng biến thiên: 
Vậy ñể bất phương trình nghiệm ñúng với mọi 
)0,2(−∈x mmxf <




⇔<⇔
3log4
4
3
)(max 
Loại 3: Bài toán tìm m ñối với hệ phương trình 
Bài 1: Tìm m ñể hệ phương trình có nghiệm: 





=+
=+−
)2(2
)1(0
xyy
myx
Bài làm: 
Từ (2) suy ra: 




+−
=
≥−
y
yy
x
y
44
02
2 
Lúc ñó (1) có : )()(44044
2
yfmg
y
y
mmy
y
yy
=⇔
−
=⇔=+−
+− 
Xét hàm số 
y
y
yf
44
)(
−
= 
• Miền xác ñịnh ( ] { }0\2,∞−=D 
• ðạo hàm 04)('
2
>=
y
yf .Hàm số ñồng biến trên D 
• Giới hạn 
x 2− 1− 0 
)(' xf + 0 — 
)(xf 1 
 3log4 3l

File đính kèm:

  • pdfPT_BPT_HPT-bang-PP-HS.pdf