Câu hỏi:
2 năm trước

Cho hàm số $y = {\left| x \right|^3} - 3{x^2} + 1$ có đồ thị $\left( C \right)$. Hỏi trên trục $Oy$ có bao nhiêu điểm $A$ mà qua $A$ có thể kẻ đến $\left( C \right)$ đúng ba tiếp tuyến?

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: c

Vì hàm số đã cho là hàm số chẵn nên đồ thị $\left( C \right)$ của nó đối xứng qua $Oy$. Do đó từ điểm $A$ trên trục $Oy$ nếu kẻ được một tiếp tuyến $d$ đến $\left( C \right)$ thì ảnh của $d$ qua phép đối xứng trục $Oy$ cũng là một tiếp tuyến của $\left( C \right)$.

Vậy để qua điểm $A$ trên trục $Oy$ có thể kẻ đến $\left( C \right)$ đúng ba tiếp tuyến thì điều kiện cần và đủ là có một tiếp tuyến vuông góc với trục tung và một tiếp tuyến với nhánh phải của đồ thị $\left( C \right)$, tức là phần đồ thị của hàm số $y = f\left( x \right) = {x^3} - 3{x^2} + 1$, với $x \ge 0$.

Gọi $M\left( {0;m} \right)$ thuộc $Oy$ và $\left( \Delta  \right)$ là tiếp tuyến qua $M\left( {0;m} \right)$ có hệ số góc $k$. Ta có: $\left( \Delta  \right):y = kx + m$.

Điều kiện tiếp xúc là: $\left\{ \begin{array}{l}{x^3} - 3{x^2} + 1 = kx + m\\3{x^2} - 6x = k\end{array} \right.$

Suy ra: ${x^3} - 3{x^2} + 1 = x\left( {3{x^2} - 6x} \right) + m$$ \Leftrightarrow m =  - 2{x^3} + 3{x^2} + 1$  $\left( * \right)$

Yêu cầu đề bài tương đương phương trình $\left( * \right)$ có đúng một nghiệm $x = 0$ và một nghiệm $x > 0$.

Phương trình $\left( * \right)$ có nghiệm $x = 0$ nên $m = 1$.

Thử lại, với $m = 1$ thì $\left( * \right)$ trở thành: $ - 2{x^3} + 3{x^2} = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = \dfrac{3}{2}\end{array} \right.$ (đúng).

Vậy $m = 1$.

Hướng dẫn giải:

- Bài toán thỏa \( \Leftrightarrow \) có đúng hai tiếp tuyến kẻ đến đồ thị hàm số $y = f\left( x \right) = {x^3} - 3{x^2} + 1$ trong đó có một tiếp tuyến vuông góc \(Oy\) và một tiếp tuyến thỏa mãn hoành độ tiếp điểm dương.

- Viết phương trình đường thẳng đi qua \(M\left( {0;m} \right) \in Oy\) và có hệ số góc \(k\).

- Viết điều kiện tiếp xúc và tìm điều kiện để phương trình hoành độ giao điểm của tiếp tuyến với đồ thị có hai nghiệm thỏa mãn nhận xét trên.

Câu hỏi khác