Cho phương trình \({11^x} + m = {\log _{11}}\left( {x - m} \right)\) với \(m\) là tham số. Có bao nhiêu giá trị nguyên của \(m \in \left( { - 205;205} \right)\) để phương trình đã cho có nghiệm?
Đáp án
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án
Bước 1: Sử dụng hàm đặc trưng.
Ta có
\(\begin{array}{l}\,\,\,\,\,\,\,{11^x} + m = {\log _{11}}\left( {x - m} \right)\\ \Leftrightarrow {11^x} + x = x - m + {\log _{11}}\left( {x - m} \right)\\ \Leftrightarrow {11^x} + x = {11^{{{\log }_{11}}\left( {x - m} \right)}} + {\log _{11}}\left( {x - m} \right)\,\,\left( * \right)\end{array}\)
Xét hàm số \(f\left( t \right) = {11^t} + t \Rightarrow y' = {11^t}.\ln 11 + 1 > 0\,\,\,\forall t\). Khi đó hàm số \(y = f\left( t \right)\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\).
Do đó \(\left( * \right) \Leftrightarrow x = {\log _{11}}\left( {x - m} \right)\) \( \Leftrightarrow {11^x} = x - m \Leftrightarrow m = x - {11^x}\).
Bước 2: Khảo sát hàm số $g(x)=x-11^x$
Xét hàm số \(g\left( x \right) = x - {11^x}\) ta có \(g'\left( x \right) = 1 - {11^x}.\ln 11 = 0 \Rightarrow x = {\log _{11}}\dfrac{1}{{\ln 11}} = {x_0}\).
Bảng biến thiên:
Bước 3: Biện luận nghiệm theo m.
Để phương trình đã cho có nghiệm thì \(m < g\left( {{x_0}} \right) \approx - 0,78\).
Kết hợp điều kiện đề bài ta có \(\left\{ \begin{array}{l} - 205 < m \le - 1\\m \in \mathbb{Z}\end{array} \right.\).
Vậy có 204 giá trị của nguyên của \(m\) thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Sử dụng hàm đặc trưng.
Bước 2: Khảo sát hàm số $g(x)=x-11^x$
Bước 3: Biện luận nghiệm theo m.