Cho hàm số $f\left( x \right)$ có đạo hàm liên tục trên $\mathbb{R}$ và thỏa mãn $f\left( x \right) > 0$, $\forall x \in \mathbb{R}$. Biết $f\left( 0 \right) = 1$ và $\dfrac{{f'\left( x \right)}}{{f\left( x \right)}} = 2 - 2x$. Tìm các giá trị thực của tham số $m$ để phương trình $f\left( x \right) = m$ có hai nghiệm thực phân biệt.
Trả lời bởi giáo viên
Ta có $\dfrac{{f'\left( x \right)}}{{f\left( x \right)}} = 2 - 2x$$ \Rightarrow \int {\dfrac{{f'\left( x \right)}}{{f\left( x \right)}}} {\rm{d}}x = \int {\left( {2 - 2x} \right){\rm{d}}x} $
$ \Leftrightarrow \ln f\left( x \right) = 2x - {x^2} + C$$ \Leftrightarrow f\left( x \right) = {e^{2x - {x^2}+C}}$ $ \Leftrightarrow f\left( x \right) = A.{e^{2x - {x^2}}}$ với $A=e^C$
Mà \(f\left( 0 \right) = 1\) suy ra \(f\left( x \right) = {e^{2x - {x^2}}}\).
Ta có \(2x - {x^2} = 1 - \left( {{x^2} - 2x + 1} \right)\)\( = 1 - {\left( {x - 1} \right)^2} \le 1\).
Suy ra \(0 < {e^{2x - {x^2}}} \le e\) và ứng với một giá trị thực \(t < 1\) thì phương trình \(2x - {x^2} = t\) sẽ có hai nghiệm phân biệt.
Vậy để phương trình $f\left( x \right) = m$ có \(2\) nghiệm phân biệt khi \(0 < m < {e^1} = e\).
Hướng dẫn giải:
- Tìm hàm số \(y = f\left( x \right)\) từ dữ kiện bài cho.
- Tìm điều kiện của phương trình \(f\left( x \right) = m\) có hai nghiệm thực phân biệt.