Cho hàm số $y = \sqrt {{x^2} - 2x + 3} $ có đồ thị $\left( C \right)$ và điểm $A\left( {1;a} \right)$. Có bao nhiêu giá trị nguyên của $a$ để có đúng hai tiếp tuyến của $\left( C \right)$ đi qua $A$?
Trả lời bởi giáo viên
Gọi $M\left( {{x_0};\sqrt {x_0^2 - 2{x_0} + 3} } \right)$ là tiếp điểm.
Phương trình tiếp tuyến của $\left( C \right)$ tại $M$ có dạng là $y - \sqrt {x_0^2 - 2{x_0} + 3} = \dfrac{{{x_0} - 1}}{{\sqrt {x_0^2 - 2{x_0} + 3} }}\left( {x - {x_0}} \right)$$ \Leftrightarrow y = \dfrac{{{x_0} - 1}}{{\sqrt {x_0^2 - 2{x_0} + 3} }} \cdot x + \dfrac{{3 - {x_0}}}{{\sqrt {x_0^2 - 2{x_0} + 3} }}$.
Vì tiếp tuyến của $\left( C \right)$ tại $M$ đi qua điểm $A\left( {1;a} \right)$ nên ta có:
$a = \dfrac{{{x_0} - 1}}{{\sqrt {x_0^2 - 2{x_0} + 3} }} + \dfrac{{3 - {x_0}}}{{\sqrt {x_0^2 - 2{x_0} + 3} }} = \dfrac{2}{{\sqrt {x_0^2 - 2{x_0} + 3} }} \Leftrightarrow a\sqrt {x_0^2 - 2{x_0} + 3} = 2$
$ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a > 0\\{a^2}\left( {x_0^2 - 2{x_0} + 3} \right) = 4\end{array} \right.$$ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a > 0\\{a^2}x_0^2 - 2a^2{x_0} + 3{a^2} - 4 = 0\left( * \right)\end{array} \right.$.
Vì qua $A$ kẻ được đúng hai tiếp tuyến đến $\left( C \right)$ nên $\left( * \right)$ phải có hai nghiệm phân biệt
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a > 0}\\{\Delta ' = - 2{a^4} + 4{a^2} > 0}\end{array}} \right.\Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a > 0}\\{0 < {a^2} < 2}\end{array}} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a > 0}\\{ - \sqrt 2 < a < \sqrt 2 }\end{array}} \right. \Leftrightarrow 0 < a < \sqrt 2 \end{array}\)
Vì $a \in \mathbb{Z}$ nên $a = 1$.
Hướng dẫn giải:
- Viết phương trình tiếp tuyến của \(\left( C \right)\) tại điểm \(M\) bất kì thuộc đồ thị hàm số.
- Thay tọa độ của \(A\) vào phương trình vừa viết được một phương trình.
- Tìm điều kiện để phương trình đó có hai nghiệm phân biệt và kết luận.