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)
−
+
=
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 3lFile đính kèm:
PT_BPT_HPT-bang-PP-HS.pdf



