Câu hỏi:
2 năm trước
Với giá trị nào của $m$ thì phương trình \(\left( {1 - m} \right){\tan ^2}x - \dfrac{2}{{\cos x}} + 1 + 3m = 0\) có nhiều hơn 1 nghiệm trên \(\left( {0;\dfrac{\pi }{2}} \right)\) ?
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: c
\(\begin{array}{l}\left( {1 - m} \right){\tan ^2}x - \dfrac{2}{{\cos x}} + 1 + 3m = 0\\ \Leftrightarrow \left( {1 - m} \right)\dfrac{{{{\sin }^2}x}}{{{{\cos }^2}x}} - \dfrac{2}{{\cos x}} + 1 + 3m = 0\\ \Leftrightarrow \left( {1 - m} \right){\sin ^2}x - 2\cos x + \left( {1 + 3m} \right){\cos ^2}x = 0\\ \Leftrightarrow \left( {1 - m} \right)\left( {1 - {{\cos }^2}x} \right) - 2\cos x + \left( {1 + 3m} \right){\cos ^2}x = 0\\ \Leftrightarrow 4m{\cos ^2}x - 2\cos x + 1 - m = 0\end{array}\)
Đặt \(t = \cos x\).
Vì \(x \in \left( {0;\dfrac{\pi }{2}} \right) \Rightarrow t \in \left( {0;1} \right)\) khi đó phương trình trở thành
\(\begin{array}{l}4m{t^2} - 2t + 1 - m = 0\,\,\,\left( 1 \right)\\ \Leftrightarrow m\left( {4{t^2} - 1} \right) - \left( {2t - 1} \right) = 0\\ \Leftrightarrow m\left( {2t + 1} \right)\left( {2t - 1} \right) - \left( {2t - 1} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {2t - 1} \right)\left( {2mt + m - 1} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = \dfrac{1}{2} \in \left( {0;1} \right)\\2mt = 1 - m\,\,\,\,\left( 2 \right)\end{array} \right.\end{array}\)
Để phương trình ban đầu có nhiều hơn $1$ nghiệm thuộc \(\left( {0;\dfrac{\pi }{2}} \right)\) thì phương trình $(1)$ có nhiều hơn $1$ nghiệm thuộc $(0;1)$. Khi đó phương trình $(2)$ có nghiệm thuộc \(\left( {0;1} \right)\backslash \left\{ {\dfrac{1}{2}} \right\}\)
Khi $m = 0$ ta có $0t = 1$ (vô nghiệm)
Khi \(m \ne 0\) thì \(\left( 2 \right) \Leftrightarrow t = \dfrac{{1 - m}}{{2m}}\)
Để phương trình $(2)$ có nghiệm thuộc \(\left( {0;1} \right)\backslash \left\{ {\dfrac{1}{2}} \right\}\) thì
\(\left\{ \begin{array}{l}m \ne 0\\0 < \dfrac{{1 - m}}{{2m}} < 1\\\dfrac{{1 - m}}{{2m}} \ne \dfrac{1}{2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne 0\\\dfrac{{1 - m}}{{2m}} > 0\\\dfrac{{1 - m}}{{2m}} < 1\\2\left( {1 - m} \right) \ne 2m\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne 0\\\dfrac{{1 - m}}{{2m}} > 0\\\dfrac{{1 - 3m}}{{2m}} < 0\\4m \ne 2\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne 0\\0 < m < 1\\\left[ \begin{array}{l}m < 0\\m > \dfrac{1}{3}\end{array} \right.\\m \ne \dfrac{1}{2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{1}{3} < m < 1\\m \ne \dfrac{1}{2}\end{array} \right.\)
Hướng dẫn giải:
- Biến đổi phương trình đã cho thành phương trình bậc hai đối với \(\cos x\).
- Đặt \(t = \cos x\) và tìm điều kiện cho \(t\).
- Phương trình đã cho có nhiều hơn một nghiệm nếu phương trình ẩn \(t\) có nghiều hơn một nghiệm.
