Cho hàm số \(f(x) = \left| {{x^4} – 8{x^2} – m} \right|.\) Có bao nhiêu giá trị nguyên của \(m \in {\rm{[}} – 50;50]\) sao cho với mọi số thực \(a, b, c \in {\rm{[}}0;3]\) thì \(f(a),{\rm{ }}f(b),{\rm{ }}f(c)\) là độ dài ba cạnh của một tam giác.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐặt \(g(x) = {x^4} – 8{x^2} – m\) thì \(f(x) = \left| {g(x)} \right|.\)
\( + {\rm{ }}{g^/}(x) = 4{x^3} – 16x,{\rm{ }}{g^/}(x) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = 2\\x = – 2\end{array} \right.\)
+ Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên suy ra \( – m – 16 \le g(x) \le 9 – m\).
\(\forall a, b, c \in {\rm{[}}0;3]:{\rm{ }}f(a),f(b),f(c)\) là độ dài ba cạnh của một tam giác \( \Leftrightarrow 2\mathop {\min }\limits_{\left[ {0;3} \right]} f(x) > \mathop {{\rm{max}}}\limits_{\left[ {0;3} \right]} f(x)\) (1)
Trường hợp 1: \(– m – 16 > 0 \Leftrightarrow m < – 16 \Rightarrow \mathop {\min }\limits_{\left[ {0;3} \right]} f(x) = – m – 16,{\rm{ }}\mathop {{\rm{max}}}\limits_{\left[ {0;3} \right]} f(x) = 9 – m\)
\((1) \Leftrightarrow 2( – m – 16) > 9 – m \Leftrightarrow m < – 41{\rm{ (2)}}\)
Trường hợp 2: \(9 – m < 0 \Leftrightarrow m > 9 \Rightarrow \mathop {\min }\limits_{\left[ {0;3} \right]} f(x) = \left| {9 – m} \right| = m – 9,{\rm{ }}\mathop {{\rm{max}}}\limits_{\left[ {0;3} \right]} f(x) = \left| {m + 16} \right|\)
\((1) \Leftrightarrow 2(m – 9) > \left| {m + 16} \right| \Leftrightarrow m > 34{\rm{ (3)}}\)
Vì m nguyên, \(m \in {\rm{[}} – 50;50{\rm{]}}\) nên từ (2) và (3) ta có 9 + 16 = 25 giá trị m nguyên thỏa đề.