Tìm \(m\) để phương trình \({{x}^{6}}+6{{x}^{4}}-{{m}^{2}}{{x}^{3}}+\left( 15-3{{m}^{2}} \right){{x}^{2}}-6mx+10=0\) có đúng hai nghiệm phân biệt thuộc \(\left[ \frac{1}{2};2 \righ...

* Hướng dẫn giải

Phương trình đã cho tương đương với

\(\left( {{x}^{6}}+6{{x}^{4}}+12{{x}^{2}}+8 \right)-\left( {{m}^{3}}{{x}^{3}}+2{{m}^{2}}{{x}^{2}}+3mx+1 \right)+\left( 3{{x}^{2}}-3mx+3 \right)=0\)

\(\Leftrightarrow {{\left( {{x}^{2}}+2 \right)}^{3}}-{{\left( mx+1 \right)}^{3}}+3\left( {{x}^{2}}-mx+1 \right)=0\)

\(\Leftrightarrow \left( {{x}^{2}}-mx+1 \right)\left[ {{\left( {{x}^{2}}+2 \right)}^{2}}+\left( {{x}^{2}}+2 \right)\left( mx+1 \right)+{{\left( mx+1 \right)}^{2}}+3 \right]=0\)

\(\Leftrightarrow {{x}^{2}}-mx+1=0\) (Vì \({{a}^{2}}+ab+{{b}^{2}}={{\left( a+\frac{1}{2}b \right)}^{2}}+\frac{3}{4}{{b}^{2}}\ge 0,\forall a,b).\)

\(\Leftrightarrow x+\frac{1}{x}=m\) (Do \(x=0\) không thỏa mãn phương trình này).

Xét hàm số \(f\left( x \right)=x+\frac{1}{x}\) trên đoạn \(\left[ \frac{1}{2};2 \right].\) Ta có:

\(f'\left( x \right)=1-\frac{1}{{{x}^{2}}}\)

\(f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x = - 1 \notin \left( {\frac{1}{2};2} \right)\\ x = 1 \in \left( {\frac{1}{2};2} \right) \end{array} \right.\)

Ta có bảng biến thiên

Từ bảng biến thiên trên suy ra để phương trình đã cho có đúng 2 nghiệm thỏa mãn \(\left[ \frac{1}{2};2 \right]\) thì \(2<m\le \frac{5}{2}.\)

Vậy tất cả các giá trị cần tìm của \(m\) là \(2<m\le \frac{5}{2}.\)