Phương trình \({x^3} - 3{x^2} + m = 0\) có ba nghiệm phân biệt khi và chỉ khi m thuộc khoảng
Bước 1:
Ta có: \({x^3} - 3{x^2} = - m\)
Bước 2:
Đặt \(y = f\left( x \right) = {x^3} - 3{x^2}\) , ta có: \(f'\left( x \right) = 3{x^2} - 6x = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = 2\end{array} \right.\)
BBT của hàm số \(f\left( x \right) = {x^3} - 3{x^2}\)
Bước 3:
Đường thẳng \(y = - m\) cắt đồ thị hàm số \(f\left( x \right) = {x^3} - 3{x^2}\) tại ba điểm phân biệt khi \( - 4 < - m < 0 \Leftrightarrow 0 < m < 4\)
Đề thi THPT QG 2019 – mã đề 104
Cho hàm số bậc ba \(y = f\left( x \right)\)có đồ thị như hình vẽ bên.
Số nghiệm thực của phương trình \(\left| {f\left( {{x^3} - 3x} \right)} \right| = \dfrac{2}{3}\) là
\(\left| {f\left( {{x^3} - 3x} \right)} \right| = \dfrac{2}{3} \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}f\left( {{x^3} - 3x} \right) = \dfrac{2}{3}\,\,\,\,\,\,\left( * \right)\\f\left( {{x^3} - 3x} \right) = - \dfrac{2}{3}\,\,\left( {**} \right)\end{array} \right.\)
\(Pt\left( * \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x^3} - 3x = {x_1}\,\,\left( { - 2 < {x_1} < 0} \right)\,\,\left( 1 \right)\\{x^3} - 3x = {x_2}\,\,\left( {0 < {x_2} < 2} \right)\,\,\,\,\left( 2 \right)\\{x^3} - 3x = {x_3}\,\,\left( {{x_3} > 2} \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 3 \right)\end{array} \right.\)
\(Pt\left( {**} \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x^3} - 3x = {x_4}\,\,\left( {{x_4} < - 2} \right)\,\,\,\,\left( 4 \right)\\{x^3} - 3x = {x_5}\,\,\left( {{x_5} > 2} \right)\,\,\,\,\,\,\,\left( 5 \right)\\{x^3} - 3x = {x_6}\,\,\left( {{x_6} > 2} \right)\,\,\,\,\,\,\,\left( 6 \right)\end{array} \right.\)
Xét phương trình \(g\left( x \right) = {x^3} - 3x = {x_i}\), số nghiệm của phương trình là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = g\left( x \right)\) và đường thẳng \(y = {x_i}\) song song với trục hoành.
Ta có \(g'\left( x \right) = 3{x^2} - 3 = 0 \Leftrightarrow x = \pm 1\).
BBT:
Từ BBT ta thấy:
(1), (2) có 3 nghiệm phân biệt.
(3), (4), (5), (6) có 1 nghiệm.
Và dễ thấy tất cả các nghiệm trên là không trùng nhau.
Vậy phương trình ban đầu có 10 nghiệm phân biệt.
Gọi T là tập hợp tất cả các giá trị nguyên của tham số m để phương trình \({x^3} - 3{x^2} - {m^3} + 3{m^2} = 0\) có ba nghiệm phân biệt. Tổng tất cả các phần tử của T bằng
Ta có:
\(\begin{array}{l}{x^3} - 3{x^2} - {m^3} + 3{m^2} = 0\\ \Leftrightarrow \left( {{x^3} - {m^3}} \right) - 3\left( {{x^2} - {m^2}} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {x - m} \right)\left( {{x^2} + mx + {m^2}} \right)\\ - 3\left( {x - m} \right)\left( {x + m} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {x - m} \right)\left( {{x^2} + mx + {m^2} - 3x - 3m} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {x - m} \right)\left[ {{x^2} + \left( {m - 3} \right)x + {m^2} - 3m} \right] = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x - m = 0\\{x^2} + \left( {m - 3} \right)x + {m^2} - 3m = 0\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = m\\{x^2} + \left( {m - 3} \right)x + {m^2} - 3m = 0\,\,\left( 1 \right)\end{array} \right.\end{array}\)
Đặt \(f\left( x \right) = {x^2} + \left( {m - 3} \right)x + {m^2} - 3m\).
Để pt đã cho có 3 nghiệm phân biệt thì (1) có 2 nghiệm phân biệt khác \(m\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\Delta > 0\\f\left( m \right) \ne 0\end{array} \right.\)
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\left( {m - 3} \right)^2} - 4\left( {{m^2} - 3m} \right) > 0\\{m^2} + \left( {m - 3} \right).m + {m^2} - 3m \ne 0\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\left( {m - 3} \right)^2} - 4m\left( {m - 3} \right) > 0\\{m^2} + {m^2} - 3m + {m^2} - 3m \ne 0\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\left( {m - 3} \right)\left( {m - 3 - 4m} \right) > 0\\3{m^2} - 6m \ne 0\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\left( {m - 3} \right)\left( { - 3m - 3} \right) > 0\\3m\left( {m - 2} \right) \ne 0\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} - 1 < m < 3\\m \ne 0,m \ne 2\end{array} \right.\end{array}\)
Do \(m \in \mathbb{Z}\) nên \(m = 1\) hay \(T = \left\{ 1 \right\}\).
Vậy tổng các phần tử của T là 1.
Đồ thị hàm số \(y = 13{x^4} - 3{x^2} - 2020\) cắt trục hoành tại bao nhiêu điểm?
Xét phương trình hoành độ giao điểm \(13{x^4} - 3{x^2} - 2020 = 0\) (*)
Đặt \({x^2} = t \ge 0\) ta có phương trình \(13{t^2} - 3t - 2020 = 0\)
Phương trình trên có \(ac = 13.\left( { - 2020} \right) < 0\) nên có hai nghiệm trái dấu \({t_1} < 0 < {t_2}\)
Suy ra \({x^2} = {t_2} \Leftrightarrow x = \pm \sqrt {{t_2}} \)
Hay phương trình (*) có hai nghiệm phân biệt nên đồ thị hàm số đã cho cắt trục hoành tại 2 điểm phân biệt.
Đề thi THPT QG 2019 – mã đề 104
Cho hàm số \(y = \dfrac{{x - 2}}{{x - 1}} + \dfrac{{x - 1}}{x} + \dfrac{x}{{x + 1}} + \dfrac{{x + 1}}{{x + 2}}\) và \(y = \left| {x + 1} \right| - x - m\) (m là tham số thực) có đồ thị lần lượt là \(\left( {{C_1}} \right)\)và \(\left( {{C_2}} \right)\). Tập hợp tất cả các giá trị của m để \(\left( {{C_1}} \right)\) và \(\left( {{C_2}} \right)\) cắt nhau tại đúng bốn điểm phân biệt là:
Xét phương trình hoành độ giao điểm
\(\dfrac{{x - 2}}{{x - 1}} + \dfrac{{x - 1}}{x} + \dfrac{x}{{x + 1}} + \dfrac{{x + 1}}{{x + 2}} = \left| {x + 1} \right| - x - m\)
\( \Leftrightarrow \dfrac{{x - 2}}{{x - 1}} + \dfrac{{x - 1}}{x} + \dfrac{x}{{x + 1}} + \dfrac{{x + 1}}{{x + 2}} - \left| {x + 1} \right| + x = - m\).
Xét hàm số \(f\left( x \right) = \dfrac{{x - 2}}{{x - 1}} + \dfrac{{x - 1}}{x} + \dfrac{x}{{x + 1}} + \dfrac{{x + 1}}{{x + 2}} - \left| {x + 1} \right| + x\) có TXĐ \(D = \mathbb{R}\backslash \left\{ { - 2; - 1;0;1} \right\}\).
\(f'\left( x \right) = \dfrac{1}{{{{\left( {x - 1} \right)}^2}}} + \dfrac{1}{{{x^2}}} + \dfrac{1}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}} + \dfrac{1}{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}}\)\( - \dfrac{{x + 1}}{{\left| {x + 1} \right|}} + 1\)
Ta có \( - \dfrac{{x + 1}}{{\left| {x + 1} \right|}} + 1 = \dfrac{{\left| {x + 1} \right| - \left( {x + 1} \right)}}{{\left| {x + 1} \right|}}\).
Do \(\left| {x + 1} \right| \ge x + 1\,\,\forall x \Rightarrow \left| {x + 1} \right| - \left( {x + 1} \right) \ge 0\)\( \Leftrightarrow \dfrac{{\left| {x + 1} \right| - \left( {x + 1} \right)}}{{\left| {x + 1} \right|}} \ge 0\).
\( \Rightarrow f'\left( x \right) > 0\,\,\forall x \in D\)
\( \Rightarrow \)Hàm số đồng biến trên từng khoảng xác định của nó.
Bảng biến thiên:
Từ BBT ta thấy phương trình \(f\left( x \right) = - m\) có đúng 4 nghiệm phân biệt khi và chỉ khi \( - m \ge 3 \Leftrightarrow m \le - 3\)
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị \(\left( C \right)\) như hình vẽ. Số nghiệm thực của phương trình \(4f\left( x \right) - 7 = 0\) là:
Số nghiệm của phương trình \(4f\left( x \right) - 7 = 0 \Leftrightarrow f\left( x \right) = \dfrac{7}{4}\) là số giao điểm của đường thẳng \(y = \dfrac{7}{4}\) và đồ thị \(\left( C \right)\) của hàm số \(y = f\left( x \right).\)
Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy đường thẳng \(y = \dfrac{7}{4}\) cắt đồ thị hàm số \(\left( C \right):\,\,\,y = f\left( x \right)\) tại 3 điểm phân biệt.
\( \Rightarrow \) Phương trình đã cho có 3 nghiệm phân biệt.
Cho hàm số \(y = \left( {x - 2} \right)\left( {{x^2} + 1} \right)\) có đồ thị \(\left( C \right).\) Mệnh đề nào dưới đây đúng?
Xét phương trình hoành độ giao điểm \(\left( {x - 2} \right)\left( {{x^2} + 1} \right) = 0 \Leftrightarrow x - 2 = 0 \Leftrightarrow x = 2\) (do \({x^2} + 1 > 0\,\,\,\forall x\)).
Vậy \(\left( C \right)\) cắt trục hoành tại một điểm.
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có bảng biến thiên:
Số nghiệm của phương trình \(2f\left( x \right) - 3 = 0\) là:
Số nghiệm của phương trình \(2f\left( x \right) - 3 = 0 \Leftrightarrow f\left( x \right) = \frac{3}{2}\) là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) và đường thẳng \(y = \frac{3}{2}\)
Ta có BBT:
Dựa vào BBT ta thấy đường thẳng \(y = \frac{3}{2}\) cắt đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) tại 3 điểm phân biệt
\( \Rightarrow \) Phương trình \(2f\left( x \right) - 3 = 0\) có 3 nghiệm phân biệt.
Cho hàm số \(f\left( x \right)\) có đồ thị trong hình bên. Phương trình \(f\left[ {f\left( {\cos x} \right) - 1} \right] = 0\) có bao nhiêu nghiệm thuộc đoạn \(\left[ {0;2\pi } \right]?\)
Đặt \(t = f\left( {\cos x} \right) - 1\), phương trình trở thành \(f\left( t \right) = 0\).
Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy \(f\left( t \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = a \in \left( { - 2; - 1} \right)\\t = b \in \left( { - 1;0} \right)\\t = c \in \left( {1;2} \right)\end{array} \right.\)
Khi đó ta có: \(\left[ \begin{array}{l}f\left( {\cos x} \right) - 1 = a \in \left( { - \infty ; - 1} \right)\\f\left( {\cos x} \right) - 1 = b \in \left( { - 1;0} \right)\\f\left( {\cos x} \right) - 1 = c \in \left( {1;2} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}f\left( {\cos x} \right) = a + 1 \in \left( { - 1;0} \right)\,\,\,\left( 1 \right)\\f\left( {\cos x} \right) = b + 1 \in \left( {0;1} \right)\,\,\,\,\,\,\,\left( 2 \right)\\f\left( {\cos x} \right) = c + 1 \in \left( {2;3} \right)\,\,\,\,\,\,\,\left( 3 \right)\end{array} \right.\)
Tiếp tục dựa vào đồ thị hàm số ta có:
\(\left( 1 \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\cos x = {a_1} < - 1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( {1.1} \right)\\\cos x = {a_2} \in \left( { - 1;0} \right)\,\,\,\,\left( {1.2} \right)\\\cos x = {a_3} > 1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( {1.3} \right)\end{array} \right.\)
Các phương trình (1.1), (1.3) vô nghiệm do \( - 1 \le \cos x \le 1\), phương trình (1.2) có 2 nghiệm phân biệt thuộc \(\left[ {0;2\pi } \right]\).
\(\left( 2 \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\cos x = {b_1} < - 1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( {2.1} \right)\\\cos x = {b_2} \in \left( { - 1;0} \right)\,\,\,\left( {2.2} \right)\\\cos x = {b_3} > 1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( {2.3} \right)\end{array} \right.\)
Các phương trình (1.1), (1.3) vô nghiệm do \( - 1 \le \cos x \le 1\), phương trình (1.2) có 2 nghiệm phân biệt thuộc \(\left[ {0;2\pi } \right]\).
\(\left( 3 \right) \Leftrightarrow \cos x = {c_1} > 1 \Rightarrow \) Phương trình vô nghiệm.
Vậy phương trình ban đầu có 4 nghiệm phân biệt thuộc \(\left[ {0;2\pi } \right]\).
Cho hàm số \(f\left( x \right)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\backslash \left\{ 0 \right\}\) và có bảng biến thiên dưới đây.
Số nghiệm của phương trình \(f\left( x \right) = 5\) là
Nghiệm của phương trình \(f\left( x \right) = 5\) là số giao điểm của đường thẳng \(y = 5\) và đồ thị hàm số.
Dựa vào bảng biến thiên ta thấy đường thẳng \(y = 5 > 3\) cắt đồ thị hàm số tại 1 điểm.
Vậy phương trình \(f\left( x \right) = 5\) có duy nhất 1 nghiệm.
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị trong hình sau:
Số nghiệm của phương trình \(f\left( {{x^3} - 3x} \right) + 1 = 0\) trong khoảng \(\left( {0;2} \right)\) là:
Đặt \(t = {x^3} - 3x\) ta có \(t' = 3{x^2} - 3 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 1 \in \left( {0;2} \right)\\x = - 1 \notin \left( {0;2} \right)\end{array} \right.\).
Ta có BBT:
Suy ra \(x \in \left( {0;2} \right)\) thì \(t \in \left[ { - 2;2} \right)\).
Khi đó phương trình trở thành \(f\left( t \right) + 1 = 0 \Leftrightarrow f\left( t \right) = - 1\).
Số nghiệm của phương trình là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = f\left( t \right)\) và đường thẳng \(y = - 1\).
Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy đường thẳng \(y = - 1\) cắt đồ thị hàm số \(y = f\left( t \right)\) tại 3 điểm phân biệt, do đó phương trình \(f\left( t \right) = - 1\) có 3 nghiệm phân biệt \(\left[ \begin{array}{l}t = a \in \left( { - \infty ; - 2} \right)\,\,\left( {ktm} \right)\\t = b \in \left( { - 2;0} \right)\\t = c \in \left( {0;2} \right)\end{array} \right.\).
Dựa vào BBT hàm số \(t = {x^3} - 3x\) ta có:
+ Phương trình \(t = b \in \left( { - 2;0} \right)\) có 2 nghiệm phân biệt.
+ Phương trình \(t = c \in \left( {0;2} \right)\) có 1 nghiệm duy nhất.
Vậy phương trình đã cho có tất cả 3 nghiệm.
Cho hàm số \(f\left( x \right)\) có bảng biến thiên sau
Tìm tất cả các giá trị của tham số m để phương trình \(f\left( {2\tan x} \right) = 2m + 1\) có nghiệm thuộc khoảng \(\left( {0;\dfrac{\pi }{4}} \right)\)?
Đặt \(t = 2\tan x\), với \(x \in \left( {0;\dfrac{\pi }{4}} \right)\) thì \(\tan x \in \left( {0;1} \right) \Rightarrow t \in \left( {0;2} \right)\).
Khi đó phương trình trở thành: \(f\left( t \right) = 2m + 1\), số nghiệm của phương trình \(f\left( t \right) = 2m + 1\) là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = f\left( t \right)\) và đường thẳng \(y = 2m + 1\) song song với trục hoành.
Quan sát BBT trên khoảng (0;2), ta thấy, phương trình có nghiệm \( \Leftrightarrow - 1 < 2m + 1 < 3 \Leftrightarrow - 1 < m < 1\).
Cho hàm số bậc bốn \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị như hình bên. Hỏi phương trình \(\left| {f\left( x \right)} \right| = 1\) có bao nhiêu nghiệm?
Ta có: \(\left| {f\left( x \right)} \right| = 1 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}f\left( x \right) = 1\,\,\,\,\,\left( 1 \right)\\f\left( x \right) = - 1\,\,\left( 2 \right)\end{array} \right.\).
+ Số nghiệm của phương trình (1) là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) và đường thẳng \(y = 1\), suy ra phương trình (1) có 3 nghiệm phân biệt.
+ Số nghiệm của phương trình (2) là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) và đường thẳng \(y = - 1\), suy ra phương trình (2) có 4 nghiệm phân biệt.
Dễ thấy các nghiệm trên không có nghiệm nào trùng nhau.
Vậy phương trình đã cho có 7 nghiệm phân biệt.
Có bao nhiêu giá trị nguyên dương của m để phương trình \(\left| {{x^3} - 3{x^2} + 2} \right| = m\) có đúng 6 nghiệm thực phân biệt.
Số nghiệm của phương trình \(\left| {{x^3} - 3{x^2} + 2} \right| = m\) là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = \left| {{x^3} - 3{x^2} + 2} \right|\) và đường thẳng \(y = m\) song song với trục hoành.
Xét hàm số \(y = {x^3} - 3{x^2} + 2\) ta có:
+ TXĐ: \(D = \mathbb{R}\).
+ \(y' = 3{x^2} - 6x\), \(y' = 0 \Leftrightarrow 3x\left( {x - 2} \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = 2\end{array} \right.\).
+ \(\left\{ \begin{array}{l}x = 0 \Rightarrow y = 2\\x = 2 \Rightarrow y = - 2\end{array} \right.\)
Ta vẽ được đồ thị hàm số \(y = {x^3} - 3{x^2} + 2\) như sau:
Từ đó ta vẽ được đồ thị hàm số \(y = \left| {{x^3} - 3{x^2} + 2} \right|\) như sau:
(Đường màu đỏ)
Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy phương trình \(\left| {{x^3} - 3{x^2} + 2} \right| = m\) có 6 nghiệm phân biệt khi và chỉ khi \(0 < m < 2\).
Mà m nguyên dương \( \Rightarrow m = 1\).
Vậy có 1 giá trị của m thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như sau:
Số nghiệm thực của phương trình \(f\left( x \right) = f\left( 2 \right)\) là:
Dựa vào bảng biến thiên ta thấy \(f\left( 2 \right) = - 2.\)
Số nghiệm của phương trình \(f\left( x \right) = f\left( 2 \right)\) là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) và đường thẳng \(y = f\left( 2 \right) = - 2.\)
Dựa vào BBT ta thấy đường thẳng \(y = - 2\) cắt đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) tại 2 điểm phân biệt.
Vậy phương trình \(f\left( x \right) = f\left( 2 \right)\) có hai nghiệm phân biệt.
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị là đường cong trong hình vẽ bên. Số nghiệm thực của phương trình \(f\left( {x + 2019} \right) = 1\) là:
Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy: Đường thẳng \(y = 1\) cắt đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) tại 3 điểm phân biệt nên phương trình \(f\left( {x + 2019} \right) = 1\) có 3 nghiệm phân biệt \(\left[ \begin{array}{l}x + 2019 = a\\x + 2019 = b\\x + 2019 = c\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = a - 2019\\x = b - 2019\\x = c - 2019\end{array} \right.\).
Cho hàm số \(f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như sau:
Số nghiệm thuộc đoạn \(\left[ { - \pi ;2\pi } \right]\) của phương trình \(2f\left( {\sin x} \right) + 3 = 0\) là:
Phương trình \(2f\left( {\sin x} \right) + 3 = 0 \Leftrightarrow f\left( {\sin x} \right) = - \dfrac{3}{2}\,\,\,\,\left( * \right)\) có nghiệm trên \(\left[ { - \pi ;\,\,2\pi } \right]\) \( \Leftrightarrow \) đường thẳng \(y = - \dfrac{3}{2}\) cắt đồ thị hàm số \(y = f\left( {\sin x} \right)\) tại các điểm trên \(\left[ { - \pi ;\,\,2\pi } \right].\)
Đặt \(\sin x = t \Rightarrow x \in \left[ { - \pi ;\,\,2\pi } \right] \Rightarrow t \in \left[ { - 1;\,\,1} \right].\)
Ta có BBT:
Dựa vào BBT ta có: đường thẳng \(y = - \frac{3}{2}\) cắt đồ thị hàm số \(y = f\left( t \right)\) tại hai điểm phân biệt.
Ta có \(\left( * \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\sin x = {t_1} \in \left( {0;1} \right)\\\sin x = {t_2} \in \left( { - 1;0} \right)\end{array} \right.\).
Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy:
+) Đường thẳng \(y = {t_1}\) cắt đồ thị hàm số \(y = \sin x\) tại hai điểm phân biệt trong \(\left[ { - \pi ;\,\,2\pi } \right].\)
+) Đường thẳng \(y = {t_2}\) cắt đồ thị hàm số \(y = \sin x\) tại bốn điểm phân biệt trong \(\left[ { - \pi ;\,\,2\pi } \right].\)
Như vậy đường thẳng \(y = - \frac{3}{2}\) cắt đồ thị hàm số \(y = f\left( {\sin x} \right)\) tại 6 điểm phân biệt trên \(\left[ { - \pi ;\,\,2\pi } \right].\)
Vậy phương trình đã cho có 6 nghiệm phân biệt.
Đề thi THPT QG – 2021 lần 1– mã 104
Đồ thị của hàm số \(y = - 2{x^3} + 3{x^2} - 5\) cắt trục tung tại điểm có tung độ bằng
Ta có đồ thị của hàm số \(y = - 2{x^3} + 3{x^2} - 5\) cắt trục tung tại điểm có tung độ \(y = - 5\)
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị như hình vẽ dưới đây. Gọi \(S\) là tập hợp tất cả các giá trị của tham số \(m\) để phương trình \(f\left( {3 - \sqrt {4 - {x^2}} } \right) = m\) có hai nghiệm phân biệt thuộc đoạn \(\left[ { - \sqrt 2 ;\sqrt 3 } \right]\). Tìm tập \(S\).
Đặt \(t = 3 - \sqrt {4 - {x^2}} \) \( \Rightarrow 3 - t = \sqrt {4 - {x^2}} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}t \le 3\\{x^2} = 4 - {\left( {3 - t} \right)^2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}t \le 3\\{x^2} = \left( {t - 1} \right)\left( {5 - t} \right) \ge 0\end{array} \right. \Rightarrow 1 \le t \le 3\)
Nhận thấy với \(t = 1\) thì \({x^2} = 0 \Leftrightarrow x = 0\) hay với \(t = 1\) thì ta chỉ tìm được đúng một nghiệm \(x\) (loại)
Với \(1 < t \le 3\) thì \({x^2} > 0\) nên ta sẽ tìm được hai giá trị của \(x\) đối nhau.
Do đó để phương trình có hai nghiệm phân biệt thuộc đoạn \(\left[ { - \sqrt 2 ;\sqrt 3 } \right]\) thì phương trình phải có hai nghiệm phân biệt đối nhau thuộc \(\left[ { - \sqrt 2 ;\sqrt 2 } \right]\) và \(x \ne 0\).
Dễ thấy \(x \in \left[ { - \sqrt 2 ;\sqrt 2 } \right]\backslash \left\{ 0 \right\} \Rightarrow {x^2} \in \left( {0;2} \right] \Rightarrow 4 - {x^2} \in \left[ {2;4} \right)\)
\( \Rightarrow \sqrt {4 - {x^2}} \in \left[ {\sqrt 2 ;2} \right) \Rightarrow 3 - \sqrt {4 - {x^2}} \in \left( {1;3 - \sqrt 2 } \right]\)
\( \Rightarrow t \in \left( {1;3 - \sqrt 2 } \right] \Rightarrow f\left( t \right) \in \left( {f\left( 1 \right);f\left( {3 - \sqrt 2 } \right)} \right]\) vì \(f\left( t \right)\) đồng biến trên \(\left( {1;3 - \sqrt 2 } \right]\).
Phương trình đã cho có hai nghiệm \({x_1},{x_2}\) phân biệt thuộc đoạn \(\left[ { - \sqrt 2 ;\sqrt 3 } \right]\) thì phương trình \(f\left( t \right) = m\) có nghiệm duy nhất \(t \in \left( {1;3 - \sqrt 2 } \right]\)
\( \Rightarrow m = f\left( t \right) \in \left( {f\left( 1 \right);f\left( {3 - \sqrt 2 } \right)} \right] = \left( { - 1;f\left( {3 - \sqrt 2 } \right)} \right]\).
Vậy \(S = \left( { - 1;f\left( {3 - \sqrt 2 } \right)} \right]\).
Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như sau:
Số nghiệm thực của phương trình \(2f\left( x \right) + 3 = 0\) là:
Ta có: \(Pt \Leftrightarrow 2f\left( x \right) = - 3 \Leftrightarrow f\left( x \right) = - \dfrac{3}{2}.\;\;\left( * \right)\)
Số nghiệm của phương trình \(\left( * \right)\) là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) và đường thẳng \(y = - \dfrac{3}{2}.\)
Dựa vào BBT ta thấy đường thẳng \(y = - \dfrac{3}{2}\) cắt đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) tại 4 điểm phân biệt.
\( \Rightarrow Pt\;\;\left( * \right)\) có 4 nghiệm phân biệt.