Ontaphamsobac3
- 1. OÂN TAÄP VEÀ HAØM SOÁ BAÄC 3
(Trung taâm Luyeän thi ñaïi hoïc Vónh Vieãn)
Giaû söû : y = ax
3
+ bx
2
+ cx + d vôùi a ≠ 0 coù ñoà thò laø (C). y’ = 3ax
2
+ 2bx + c, y” = 6ax
+ 2b
1) y” = 0 ⇔ x = a3
b−
(a ≠ 0 )
x = a3
b−
laø hoaønh ñoä ñieåm uoán. Ñoà thò haøm baäc 3 nhaän ñieåm uoán laøm
taâm ñoái xöùng.
2) Ñeå veõ ñoà thò 1 haøm soá baäc 3, ta caàn bieát caùc tröôøng hôïp sau :
i) a > 0 vaø y’ = 0 voâ nghieäm ⇒ haøm soá taêng treân R (luoân luoân taêng)
ii) a < 0 vaø y’ = 0 voâ nghieäm ⇒ haøm soá giaûm (nghòch bieán) treân R (luoân luoân
giaûm)
iii) a > 0 vaø y’ = 0 coù 2 nghieäm phaân bieät x1, x2 vôùi x1 < x2
⇒ haøm soá ñaït cöïc ñaïi taïi x1 vaø ñaït cöïc tieåu taïi x2.
Ngoaøi ra ta coøn coù :
+ x1 + x2 = 2x0 vôùi x0 laø hoaønh ñoä ñieåm uoán.
+ haøm soá taêng treân (−∞, x1)
+ haøm soá taêng treân (x2, +∞)
+ haøm soá giaûm treân (x1, x2)
iv) a < 0 vaø y’ = 0 coù 2 nghieäm phaân bieät x1, x2 vôùi x1 < x2
⇒ haøm ñaït cöïc tieåu taïi x1 vaø ñaït cöïc ñaïi taïi x2 thoûa ñieàu kieän x1 + x2 = 2x0 (x0
laø hoaønh ñoä ñieåm uoán). Ta cuõng coù :
+ haøm soá giaûm treân (−∞, x1)
+ haøm soá giaûm treân (x2, +∞)
+ haøm soá taêng treân (x1, x2)
3) Giaû söû y’ = 0 coù 2 nghieäm phaân bieät vaø y = k(Ax + B)y’ + r x + q vôùi k laø
haèng soá khaùc 0;
thì phöông trình ñöôøng thaúng qua 2 ñieåm cöïc trò laø y = r x + q
4) (C) caét Ox taïi 3 ñieåm phaân bieät
⇔
<
=
0)2x(y).1x(y
2x,1xbieätaânnghieäm ph2coù0'y
- 2. 5) Giaû söû a > 0 ta coù :
i) (C) caét Ox taïi 3 ñieåm phaân bieät > α
⇔
<
<α
<<α=
0)2x(y).1x(y
0)(y
2x1xthoûabieätaânnghieäm ph2coù0'y
ii) (C) caét Ox taïi 3 ñieåm phaân bieät < α
⇔
<
>α
α<<=
0)2x(y).1x(y
0)(y
2x1xthoûabieätaânnghieäm ph2coù0'y
Töông töï khi a < 0 .
6) Tieáp tuyeán : Goïi I laø ñieåm uoán. Cho M ∈ (C).
Neáu M ≡ I thì ta coù ñuùng 1 tieáp tuyeán qua M.
Neáu M khaùc I thì ta coù ñuùng 2 tieáp tuyeán qua M.
Bieän luaän soá tieáp tuyeán qua 1 ñieåm N khoâng naèm treân (C) ta coù nhieàu
tröôøng hôïp hôn.
7) (C) caét Ox taïi 3 ñieåm phaân bieät caùch ñeàu nhau ⇔ y’ = 0 coù 2 nghieäm phaân
bieät vaø y(x0) = 0 (x0 laø hoaønh ñoä ñieåm uoán)
8) Bieän luaän soá nghieäm cuûa phöông trình : ax
3
+ bx
2
+ cx + d = 0 (1) (a ≠ 0) khi x = α
laø 1 nghieäm cuûa (1).
Neáu x = α laø 1 nghieäm cuûa (1), ta coù
ax
3
+ bx
2
+ cx + d = (x - α)(ax
2
+ b1x + c1)
nghieäm cuûa (1) laø x = α vôùi nghieäm cuûa phöông trình ax
2
+ b1x + c1 = 0 (2). Ta
coù caùc tröôøng hôïp sau:
i) neáu (2) voâ nghieäm thì (1) coù duy nhaát nghieäm x = α
ii) neáu (2) coù nghieäm keùp x = α thì (1) coù duy nhaát nghieäm x = α
iii) neáu (2) coù 2 nghieäm phaân bieät ≠ α thì (1) coù 3 nghieäm phaân bieät
iv) neáu (2) coù 1 nghieäm x = α vaø 1 nghieäm khaùc α thì (1) coù 2 nghieäm.
v) neáu (2) coù nghieäm keùp ≠ α thì (1) coù 2 nghieäm
BAØI TAÄP OÂN VEÀ HAØM BAÄC 3
Cho hoï ñöôøng cong baäc ba (Cm) vaø hoï ñöôøng thaúng (Dk) laàn löôït coù phöông trình
laø
y = −x
3
+ mx
2
− m vaø y = kx + k + 1.
- 3. (I) PHAÀN I. Trong phaàn naøy cho m = 3. Khaûo saùt vaø veõ ñoà thò (C)
cuûa haøm soá.
1) Goïi A vaø B laø 2 ñieåm cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu cuûa (C) vaø M laø ñieåm baát kyø treân
cung AB vôùi M khaùc A , Bø . Chöùng minh raèng treân (C) ta tìm ñöôïc hai ñieåm taïi
ñoù coù tieáp tuyeán vuoâng goùc vôùi tieáp tuyeán taïi M vôùi (C).
2) Goïi ∆ laø ñöôøng thaúng coù phöông trình y = 1. Bieän luaän soá tieáp tuyeán vôùi (C)
veõ töø E ∈ ∆ vôùi (C).
3) Tìm E ∈ ∆ ñeå qua E coù ba tieáp tuyeán vôùi (C) vaø coù hai tieáp tuyeán vuoâng goùc
vôùi nhau.
4) Ñònh p ñeå treân (C) coù 2 tieáp tuyeán coù heä soá goùc baèng p, trong tröôøng hôïp
naøy chöùng toû trung ñieåm cuûa hai tieáp ñieåm laø ñieåm coá ñònh.
5) Tìm M ∈ (C) ñeå qua M chæ coù moät tieáp tuyeán vôùi (C).
(II) PHAÀN I I.Trong phaàn naøy cho tham soá m thay ñoåi.
6) Tìm ñieåm coá ñònh cuûa (Cm). Ñònh m ñeå hai tieáp tuyeán taïi hai ñieåm coá ñònh naøy
vuoâng goùc nhau.
7) Ñònh m ñeå (Cm) coù 2 ñieåm cöïc trò. Vieát phöông trình ñöôøng thaúng qua 2 ñieåm
cöïc trò.
8) Ñònh m ñeå (Cm) caét Ox taïi 3 ñieåm phaân bieät.
9) Ñònh m ñeå : a) haøm soá ñoàng bieán trong (1, 2). b) haøm soá nghòch bieán trong (0,
+∞).
10) Tìm m ñeå (Cm) caét Ox taïi 3 ñieåm coù hoaønh ñoä taïo thaønh caáp soá coäng.
11) Tìm ñieàu kieän giöõa k vaø m ñeå (Dk) caét (Cm) taïi 3 ñieåm phaân bieät. Tìm k ñeå (Dk)
caét (Cm) thaønh hai ñoaïn baèng nhau.
12) Vieát phöông trình tieáp tuyeán vôùi (Cm) vaø ñi qua ñieåm (-1, 1).
13) Chöùng minh raèng trong caùc tieáp tuyeán vôùi (Cm) thì tieáp tuyeán taïi ñieåm uoán coù
heä soá goùc lôùn nhaát.
BAØI GIAÛI
PHAÀN I : m = 3
Khaûo saùt vaø veõ ñoà thò (ñoäc giaû töï laøm)
1) Goïi n laø hoaønh ñoä cuûa M. Vì haøm soá ñaït cöïc tieåu taïi x = 0
vaø ñaït cöïc ñaïi taïi x = 2 neân 0 < n < 2; y' = – 3x
2
+ 6x ⇒ heä soá
goùc cuûa tieáp tuyeán taïi M laø k1 = – 3n
2
+ 6n ∈ (0, 3] (vì n ∈ (0,
2)). Ñöôøng thaúng vuoâng goùc vôùi tieáp tuyeán taïi M coù heä
soá goùc laø k2 = 1k
1
−
(vôùi 0 < k1 ≤ 3). Hoaønh ñoä cuûa tieáp
- 4. tuyeán vuoâng goùc vôùi tieáp tuyeán M laø nghieäm cuûa – 3x
2
+ 6x
= 1k
1
−
(= k2) ⇔ 3x
2
– 6x 1k
1
−
= 0. Phöông trình naøy coù a.c < 0, ∀
k1 ∈ (0, 3] neân coù 2 nghieäm phaân bieät, ∀ k1 ∈ (0, 3]. Vaäy treân
(C) luoân coù 2 ñieåm phaân bieät maø tieáp tuyeán ñoù vuoâng
goùc vôùi tieáp tuyeán taïi M.
2) E (e, 1) ∈ ∆. Phöông trình tieáp tuyeán qua E coù daïng y = h(x – e) +
1 (D). (D) tieáp xuùc (C) ⇔ heä
=+−
+−=−+−
hx6x3
1)ex(h3n3x
2
23
coù nghieäm.
⇒ Phöông trình hoaønh ñoä tieáp ñieåm cuûa (D) vaø (C) laø :
– x
3
+ 3x
2
– 3 = (– 3x
2
+ 6x)(x – e)+ 1 (1)
⇔ – x
3
+ 3x
2
– 4 = x(– 3x + 6)(x – e)
⇔ (x – 2)(x
2
– x – 2) = 3x(x – 2)(x – e)
⇔ x = 2 hay x
2
– x – 2 = 3x
2
– 3ex
⇔ x = 2 hay 2x
2
– (3e – 1)x + 2 = 0 (2)
(2) coù ∆ = (3e – 1)
2
– 16 = (3e – 5)(3e + 3)
(2) coù nghieäm x = 2 ⇔ 8 – 2(3e – 1) + 2 = 0 ⇔ e = 2
Ta coù ∆ > 0 ⇔ e < – 1 hay e > 3
5
.
Bieän luaän :
i) Neáu e < – 1 hay 3
5
< e < 2 hay e > 2
⇒(1) coù 3 nghieäm phaân bieät ⇒ coù 3 tieáp tuyeán.
ii) Neáu e = – 1 hay e = 3
5
hay e = 2
⇒ (1) coù 2 nghieäm ⇒ coù 2 tieáp tuyeán.
iii) Neáu – 1 < e < 3
5
⇒ (1) coù 1 nghieäm ⇒ coù 1 tieáp tuyeán.
Nhaän xeùt : Töø ñoà thò, ta coù y = 1 laø tieáp tuyeán taïi (2, 1) neân
phöông trình (1) chaéc chaén coù nghieäm x = 2, ∀ e.
3) Vì y = 1 laø tieáp tuyeán qua E (e, 1), ∀ e vaø ñöôøng x = α khoâng
laø tieáp tuyeán neân yeâu caàu baøi toaùn.
⇔ (2) coù 2 nghieäm phaân bieät x1, x2 thoûa : y'(x1).y'(x2) = – 1
- 6. Caùch 2 : Goïi M(x0, y0) ∈ (C). Phöông trình tieáp tuyeán qua M coù
daïng :
y = k(x – x0) 3x3x 2
0
3
0 −+− (D)
Phöông trình hoaønh ñoä tieáp ñieåm cuûa (D) vaø (C) laø :
3 2 2 3 2
0 0 03 3 ( 3 6 )( ) 3 3x x x x x x x x− + − = − + − − + − ( 5 )
⇔ 0)x6x3)(xx()xx(3xx 2
0
2
0
23
0
3
=+−−+−−−
⇔ 0x6x3x3x3xxxx0xx 2
0
2
00
2
0 =+−−−++∨=−
⇔ 0x3xx)x3(x2hayxx 0
2
00
2
0 =+−+−=
⇔ 0)3xx2)(xx(hayxx 000 =−+−=
⇔ 2
x3
xhayxx 0
0
−
==
Do ñoù, coù ñuùng 1 tieáp tuyeán qua M (x0, y0) ∈ (C)
⇔ 1x
2
x3
x 0
0
0 =⇔
−
=
Suy ra, y0 = 1. Vaäy M(1, –1) (ñieåm uoán).
Nhaän xeùt : vì x0 laø 1 hoaønh ñoä tieáp ñieåm neân pt (5) chaéc
chaén coù nghieäm keùp laø x0
Phaàn II : Tham soá m thay ñoåi. y' = – 3x
2
+ 2mx
6) (Cm) qua (x, y), ∀m
⇔ y + x
3
= m (x
2
– 1) , ∀m
⇔
=
−=
−=
=
⇔
=+
=−
1y
1x
hay
1y
1x
0xy
01x
3
2
Vaäy (Cm) qua 2 ñieåm coá ñònh laø H(1, –1) vaø K(–1, 1).
Vì y' = – 3x
2
+ 2mx neân tieáp tuyeán vôùi (Cm) taïi H vaø K coù heä
soá goùc laàn löôït laø :
a1 = y'(1) = – 3 + 2m vaø a2 = y'(–1) = –3 – 2m.
- 7. 2 tieáp tuyeán taïi H vaø K vuoâng goùc nhau.
⇔ a1.a2 = – 1 ⇔ 9 – 4m
2
= – 1 ⇔ m = 2
10±
.
7) Haøm coù cöïc trò ⇔ y' = 0 coù 2 nghieäm phaân bieät.
⇔ 3x
2
= 2mx coù 2 nghieäm phaân bieät.
⇔ x = 0 vaø x = 3
m2
laø 2 nghieäm phaân bieät.
⇔ m ≠ 0. Khi ñoù, ta coù :
'ym
9
1
x
3
1
mxm
9
2
y 2
−+
−=
vaø phöông trình ñöôøng thaúng qua 2 cöïc trò laø :
mxm
9
2
y 2
−= (vôùi m ≠ 0)
8) Khi m ≠ 0, goïi x1, x2 laø nghieäm cuûa y' = 0, ta coù :
x1.x2 = 0 vaø x1 + x2 = 3
m2
⇒ y(x1).y(x2) =
−
− mxm
9
2
mxm
9
2
2
2
1
2
=
2
21
2
m)xx(m
9
2
++− =
24
mm
27
4
+−
Vôùi m ≠ 0, ta coù y(x1).y(x2) < 0
⇔
24
1 0
27
m− + <
⇔ 2
33
m
4
27
m2
>⇔>
Vaäy (Cm) caét Ox taïi 3 ñieåm phaân bieät.
⇔
<
=
0)x(y).x(y
x,xbieätphaânnghieäm2coù0'y
21
21
⇔ 2
33
m >
Nhaän xeùt :
i) Khi 2
33
m −< thì phöông trình y = 0 coù 2 nghieäm aâm vaø 1
nghieäm döông.
ii) Khi 2
33
m > thì phöông trình y = 0 coù 2 nghieäm döông vaø 1
nghieäm aâm.
9) a) Haøm ñoàng bieán treân (1,2) ⇔ – 3x
2
+ 2mx ≥ 0, ∀x ∈ (1,2).
Neáu m ≠ 0 ta coù hoaønh ñoä 2 ñieåm cöïc trò laø 0 vaø 3
m2
.
- 8. i) Neáu m < 0 thì haøm chæ ñoàng bieán treân
0,
3
m2
. Vaäy loaïi
tröôøng hôïp m < 0
ii) Neáu m = 0 ⇒ haøm luoân nghòch bieán (loaïi).
iii) Neáu m > 0 thì haøm chæ ñoàng bieán treân
3
m2
,0
Do ñoù, ycbt ⇔ m > 0 vaø
⊂
3
m2
,0]2,1[
⇔ 3m2
3
m2
≥⇔≥
b) Töø caâu a, ta loaïi tröôøng hôïp m > 0.
Khi m ≤ 0 ta coù haøm soá nghòch bieán treân
∞−
3
m2
,
vaø haøm
soá cuõng nghòch bieán treân [0, +∞).
Vaäy ñeå haøm nghòch bieán treân [0, +∞) thì m ≤ 0.
Ghi chuù : neân laäp baûng bieán thieân ñeå thaáy roõ raøng hôn.
10) y" = – 6x + 2m , y" = 0 ⇔ x = 3
m
(Cm) caét Ox taïi 3 ñieåm caùch ñeàu nhau.
⇔ y = 0 coù 3 nghieäm phaân bieät vaø ñieåm uoán naèm treân
truïc hoaønh.
⇔
=−+−
>
⇔
=
>
0m
9
m
.m
27
m
2
33
m
0
3
m
y
2
33
m
23
⇔
±
=⇔
=−
>
2
63
m
01
27
m2
2
33
m
2
11) Phöông trình hoaønh ñoä giao ñieåm cuûa (Cm) vaø (Dk) laø
– x
3
+ mx
2
– m = kx + k + 1
⇔ m(x
2
– 1) = k(x + 1) + 1 + x
3
⇔ x + 1 = 0 ∨ m(x – 1) = k + 1 – x + x
2
⇔ x = – 1 hay x
2
– (m + 1)x + k + m + 1 = 0 (11)
a) Do ñoù, (Dk) caét (Cm) taïi 3 ñieåm phaân bieät
- 9. ⇔ (11) coù 2 nghieäm phaân bieät khaùc – 1
⇔
>++−+
≠+++++
0)1mk(4)1m(
01mk1m1
2
⇔ (*)
−−
<
−−≠
4
3m2m
k
3m2k
2
b) Vì (Dk) qua ñieåm K(–1,1) ∈ (Cm) neân ta coù :
(Dk) caét (Cm) thaønh 2 ñoaïn baèng nhau.
⇒ (Dk) qua ñieåm uoán
−m
27
m2
;
3
m 3
cuûa (Cm)
⇒ 11
3
m
km
27
m2 3
+
+=−
⇒ )3m(9
27m27m2
k
3
+
−−
= (**)
Vaäy ycbt ⇔ k thoûa (*) vaø (**).
12) Phöông trình tieáp tuyeán vôùi (Cm) ñi qua (–1,1) coù daïng :
y = k(x + 1) + 1 (Dk)
Vaäy, phöông trình hoaønh ñoä tieáp ñieåm cuûa (Dk) vaø (Cm) laø :
– x
3
+ mx
2
– m = (– 3x
2
+ 2mx)(x + 1) + 1 (12)
⇔ m(x
2
– 1) = (– 3x
2
+ 2mx)(x + 1) + 1 + x
3
⇔ x + 1 = 0 ∨ m(x – 1) = – 3x
2
+ 2mx + 1 – x + x
2
⇔ x = – 1 hay 2x
2
+ (1 – m)x – m – 1 = 0 (13)
⇔ x = – 1 ∨ 2
1m
x
+
=
y' (–1) = – 2m – 3
+
+
+
−=
+
2
1m
m2
2
1m
3
2
1m
'y
2
= 4
1
(m
2
– 2m – 3)
Vaäy phöông trình cuûa 2 tieáp tuyeán qua (–1, 1) laø :
y = – (2m + 3)(x + 1) + 1
y = 4
1
(m
2
– 2m – 3)(x + 1) + 1
Nhaän xeùt : Coù 1 tieáp tuyeán taïi tieáp ñieåm (–1, 1) neân phöông
trình (12) chaéc chaén coù nghieäm keùp laø x = – 1 vaø phöông
trình (13) chaéc chaén coù nghieäm laø x = – 1.
- 10. 13) Caùc tieáp tuyeán vôùi (Cm) taïi tieáp ñieåm cuûa hoaønh ñoä x
coù heä soá goùc laø :
h = – 3x
2
+ 2mx
Ta coù h ñaït cöïc ñaïi vaø laø max khi 3
m
a2
b
x =−= (hoaønh ñoä
ñieåm uoán)
Vaäy tieáp tuyeán taïi ñieåm uoán coù heä soá goùc lôùn nhaát.
Nhaän xeùt : 3
m
3
m
3
m
x3mx2x3
222
22
≤+
−−=+−
Ghi chuù : Ñoái vôùi haøm baäc 3
y = ax
3
+ bx
2
+ cx + d, ta coù :
i) Neáu a > 0 thì tieáp tuyeán taïi ñieåm uoán coù heä soá goùc nhoû
nhaát.
ii) Neáu a < 0 thì tieáp tuyeán taïi ñieåm uoán coù heä soá goùc lôùn
nhaát.
PHAÏM HOÀNG DANH
(Trung taâm Luyeän thi ñaïi hoïc Vónh Vieãn)
