Cho hàm số y = f(x) có đạo hàm f'(x) = (x-3)^2020 * (pi^(2x) - pi^x + 2021) * (x^2 - 2x), mọi x thuộc R. Gọi S là

* Hướng dẫn giải

Đáp án D.

Ta có: \(f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow {\left( {x - 3} \right)^{2020}}\left( {{\pi ^{2x}} - {\pi ^x} + 2021} \right)\left( {{x^2} - 2x} \right) = 0\left( * \right)\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 3\\{\pi ^{2x}} - {\pi ^x} + 2021 = 0\\{x^2} - 2x = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 3\\x = 2\\x = 0\end{array} \right.\) (trong đó \(x = 3\) là nghiệm bội chẵn).

Suy ra: \(y' = \left( {2x - 8} \right).f'\left( {{x^2} - 8x + m} \right),y' = 0 \Leftrightarrow \left( {2x - 8} \right).f'\left( {{x^2} - 8x + m} \right) = 0\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x - 8 = 0\\f'\left( {{x^2} - 8x + m} \right) = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 4\\{x^2} - 8x + m = 3{\rm{ }}\left( 1 \right)\\{x^2} - 8x + m = 2{\rm{ }}\left( 2 \right)\\{x^2} - 8x + m = 0{\rm{ }}\left( 3 \right)\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 4\\{x^2} - 8x = 3 - m{\rm{ }}\left( 1 \right)\\{x^2} - 8x = 2 - m{\rm{ }}\left( 2 \right)\\{x^2} - 8x = - m{\rm{ }}\left( 3 \right)\end{array} \right.\)

Xét hàm số \(y = h\left( x \right) = {x^2} - 8x,h'\left( x \right) = 2x - 8,h'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow 2x - 8 = 0 \Leftrightarrow x = 4.\)

Ta có bảng biến thiên của hàm số \(y = h\left( x \right).\)

Vì \(x = 3\) là nghiệm bội chẵn của phương trình \(f'\left( x \right) = 0\) nên nghiệm của phương trình \(\left( 1 \right)\) không phải là điểm cực trị của hàm số.

Từ bảng biến thiên suy ra, hàm số có đúng ba điểm cực trị khi phương trình \(\left( 2 \right)\) có hai nghiệm phân biệt đồng thời phương trình \(\left( 3 \right)\) vô nghiệm hoặc có nghiệm duy nhất \(x = 4.\)

\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}2 - m >- 16\\ - m \le - 16\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m < 18\\m \ge 16\end{array} \right. \Rightarrow m \in \left\{ {16;17} \right\}\).

Nếu \(x = 4\) là nghiệm của phương trình \(\left( 3 \right)\) thì \(m = 16,\) suy ra phương trình \(\left( 2 \right) \Leftrightarrow {x^2} - 8x + 14 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 4 - \sqrt 2 \\x = 4 + \sqrt 2 \end{array} \right.\) (không thỏa mãn \(x_1^2 + x_2^2 + x_3^2 = 50).\)

Nếu \(m = 17\) thì phương trình \(\left( 3 \right)\) vô nghiệm, phương trình \(\left( 2 \right) \Leftrightarrow {x^2} - 8x + 15 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 3\\x = 5\end{array} \right.\) (thỏa mãn: \({3^2} + {4^2} + {5^2} = 50).\)

Vậy \(S = \left\{ {17} \right\}.\)