Tìm \(m\) để phương trình \({x^2} - \left( {2m + 1} \right)x + {m^2} - 1 = 0\) có hai nghiệm phân biệt \({x_1};\,{x_2}\) sao cho \(\left( {x_1^2 + x_2^2} \right) + 8{x_1}{x_2}\) đạt giá trị nhỏ nhất.
Trả lời bởi giáo viên
PT \({x^2} - \left( {2m + 1} \right)x + {m^2} - 1 = 0\,\,\,\left( 1 \right)\) có 2 nghiệm phân biệt \({x_1},\,{x_2}\)\( \Leftrightarrow \Delta = {\left( {2m + 1} \right)^2} - 4\left( {{m^2} - 1} \right) > 0\)
\( \Leftrightarrow 4m + 5 > 0 \Leftrightarrow m > - \dfrac{5}{4}\,\,\,\,\,\,\,\left( * \right)\) .
Theo Vi - et ta có : \(\left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} = 2m + 1\\{x_1}{x_2} = {m^2} - 1\end{array} \right.\)
Ta có
\(\begin{array}{l}\left( {x_1^2 + x_2^2} \right) + 8{x_1}{x_2} = {\left( {{x_1} + {x_2}} \right)^2} + 6{x_1}{x_2} = {\left( {2m + 1} \right)^2} + 6\left( {{m^2} - 1} \right) = 10{m^2} + 4m - 5\\ = 10\left( {{m^2} + \dfrac{2}{5}m + \dfrac{1}{{25}}} \right) - \dfrac{{27}}{5} = 10{\left( {m + \dfrac{1}{5}} \right)^2} - \dfrac{{27}}{5}\\ \Rightarrow \left( {x_1^2 + x_2^2} \right) + 8{x_1}{x_2} \ge - \dfrac{{27}}{5}\end{array}\)
Dấu “=” xảy ra khi \(m = - \dfrac{1}{5}\)( thỏa mãn (*) ) .
Vậy \(\left( {x_1^2 + x_2^2} \right) + 8{x_1}{x_2}\) đạt giá trị nhỏ nhất khi \(m = - \dfrac{1}{5}\).
Hướng dẫn giải:
+) Tìm điều kiện để phương trình $a{x^2} + bx + c = 0$ có hai nghiệm phân biệt ${x_1}; {x_2}$ là $\left\{ \begin{array}{l}a \ne 0\\\Delta > 0\end{array} \right.$.
+) Sử dụng hệ thức Vi-et: $\left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} = - \dfrac{b}{a}\\{x_1}.{x_2} = \dfrac{c}{a}\end{array} \right.$ để biến đổi biểu thức đã cho và đánh giá.