Tìm tất cả các giá trị của tham số m để đường thẳng y=−2x+m cắt đồ thị (H) của hàm số y=2x+3x+2 tại hai điểmA, B phân biệt sao cho P=k20181+k20182 đạt giá trị nhỏ nhất (với k1,k2 là hệ số góc của tiếp tuyến tại A, B của đồ thị (H).
Trả lời bởi giáo viên
Ta có: y′=1(x+2)2
Xét phương trình hoành độ giao điểm của đường thẳng d đã cho và (H).
−2x+m=2x+3x+2⇔(x+2)(−2x+m)=2x+3⇔−2x2+(m−4)x+2m=2x+3⇔2x2+(6−m)x+3−2m=0(∗)
d cắt (H) tại 2 điểm phân biệt ⇔ Phương trình (*) có 2 nghiệm phân biệt khác −2
⇔{Δ=(6−m)2−8(3−2m)>02.(−2)2+(6−m).(−2)+3−2m≠0⇔{m2+4m+12>0−1≠0
(luôn đúng)
Gọi hoành độ giao điểm hai điểm A,B lần lượt là x1,x2, khi đó:{x1+x2=m−62x1x2=3−2m2
Ta có:
k1.k2=1(x1+2)2.1(x2+2)2=1[(x1+2)(x2+2)]2
=1[x1x2+2(x1+x2)+4]2=1[3−2m2+2.m−62+4]2
=1(3−2m+2m−12+82)2=4
Khi đó P=k20181+k20182≥2|k1k2|1009=2.41009=22019.
Dấu “=” xảy ra khi k1=k2=2 hay hai tiếp tuyến tại hai giao điểm song song.
Điều này chỉ xảy ra khi hai giao điểm này đối xứng với nhau qua tâm đối xứng I của đồ thị (H) hay d đi qua I(−2;2) là giao điểm hai đường tiệm cận của đồ thị hàm số.
⇔I∈d⇔2=−2.(−2)+m⇔m=−2
Hướng dẫn giải:
+ Tính y′.
+ Tìm điều kiện để đường thẳng d cắt (H) tại 2 điểm phân biệt.
+ Đánh giá và tìm GTNN của biểu thức P=k20181+k20182 sử dụng bất đẳng thức Cô-si với k1,k2 là hệ số góc của tiếp tuyến tại hai giao điểm của hai đồ thị hàm số.
+ Tìm điều kiện để d đi qua giao điểm I của 2 đường tiệm cận của (H).