Lý thuyết Bài tập
Câu hỏi:

Bài tập 1.65 trang 37 SBT Toán 12

Cho hàm số: \(y = \frac{{{x^4}}}{4} - 2{x^2} - \frac{9}{4}\)

a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho.

b) Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại các giao điểm của nó với trục Ox.

c) Biện luận theo k số giao điểm của (C) với đồ thị (P) của hàm số: \(y = k - 2{x^2}\)

a) Tập xác định: D = R

Ta có 

\(y' = {x^3} - 4x;y\prime  = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
x = 0\\
x =  \pm 2
\end{array} \right.\)

Bảng biến thiên:

Đồ thị:

b) \(\begin{array}{l}
\frac{{{x^4}}}{4} - 2{x^2} - \frac{9}{4} = 0 \Leftrightarrow {x^4} - 8{x^2} - 9 = 0\\
 \Leftrightarrow ({x^2} + 1)({x^2} - 9) = 0 \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x =  - 3}\\
{x = 3}
\end{array}} \right.
\end{array}\)

Nên (C) cắt Ox tại hai điểm (−3;0) và (3;0).

Ta có: \(y' = {x^3} - 4x \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{y'\left( 3 \right) = 15}\\
{y'\left( { - 3} \right) =  - 15}
\end{array}} \right.\)

Phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm (3;0) là \(y = 15\left( {x - 3} \right) + 0\) 

hay \(y = 15x - 45\)

Phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm (−3;0) là \(y =  - 15\left( {x + 3} \right) + 0\) 

hay \(y =  - 15x - 45\).

Xét phương trình hoành độ giao điểm:

\(\frac{{{x^4}}}{4} - 2{x^2} - \frac{9}{4} = k - 2{x^2} \)

\(\Leftrightarrow {x^4} = 9 + 4k\,\,\left( * \right)\)

+) Nếu \(9 + 4k > 0 \Leftrightarrow k >  - \frac{9}{4}\) thì :

\(\begin{array}{l}
\left( * \right) \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{x^2} = \sqrt {9 + 4k} }\\
{{x^2} =  - \sqrt {9 + 4k} \left( L \right)}
\end{array}} \right.\\
 \Leftrightarrow x =  \pm \sqrt[4]{{9 + 4k}}
\end{array}\)

hay (∗) có hai nghiệm phân biệt.

+) Nếu \(9 + 4k = 0 \Leftrightarrow k =  - \frac{9}{4}\) thì:

\(\left(  *  \right) \Leftrightarrow {x^4} = 0 \Leftrightarrow x = 0\) 

hay (∗) có nghiệm duy nhất.

+) Nếu \(9 + 4k < 0 \Leftrightarrow k <  - \frac{9}{4}\) thì (∗) vô nghiệm.

Vậy: +) \(k =  - \frac{9}{4}\) : (C) và (P) có một điểm chung là \(\left( {0; - \frac{9}{4}} \right)\)

+) \(k >  - \frac{9}{4}\):  (C) và (P) có hai giao điểm.

+) \(k <  - \frac{9}{4}\) : (C) và (P) không cắt nhau.

 

-- Mod Toán 12

Copyright © 2021 HOCTAP247