Cho hai hàm số \(y=\frac{x-1}{x}+\frac{x}{x+1}+\frac{x+1}{x+2}+\frac{x+2}{x+3}\) và \(y=\left| x+2 \right|-x-m\) (m là tham số thực) có đồ thị lần lượt là \(\left( {{C}_{1}} \right)\) và \(\left( {{C}_{2}} \right)\). Tập hợp tất cả các giá trị của m để \(\left( {{C}_{1}} \right)\) và \(\left( {{C}_{2}} \right)\) cắt nhau tại đúng 4 điểm phân biệt là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐáp án D
Phương trình hoành độ giao điểm: \(\frac{x-1}{x}+\frac{x}{x+1}+\frac{x+1}{x+2}+\frac{x+2}{x+3}=\left| x+2 \right|-x-m\).
Tập xác định: \(D=\mathbb{R}\backslash \left\{ -3;-2;-1;0 \right\}\)
Với điều kiện trên, phương trình trở thành
\(4-\frac{1}{x}-\frac{1}{x+1}-\frac{1}{x+2}-\frac{1}{x+3}=\left| x+2 \right|-x-m\,\,\,\,\left( * \right)\)
\(\Leftrightarrow \frac{1}{x}+\frac{1}{x+1}+\frac{1}{x+2}+\frac{1}{x+3}-4+\left| x+2 \right|-x=m\).
Xét hàm số \(f\left( x \right)=\frac{1}{x}+\frac{1}{x+1}+\frac{1}{x+2}+\frac{1}{x+3}-4+\left| x+2 \right|-x\) với tập xác định D. Ta có
\({f}'\left( x \right)=-\frac{1}{{{x}^{2}}}-\frac{1}{{{\left( x+1 \right)}^{2}}}-\frac{1}{{{\left( x+2 \right)}^{2}}}-\frac{1}{{{\left( x+3 \right)}^{2}}}+\frac{x+2}{\left| x+2 \right|}-1<0,\forall x\in D\).
Bảng biến thiên
Để \(\left( {{C}_{1}} \right)\) và \(\left( {{C}_{2}} \right)\) cắt nhau tại đúng 4 điểm phân biệt thì phương trình \(\left( * \right)\) có 4 nghiệm phân biệt. Từ bảng biến thiên suy ra tất cả các giá trị m cần tìm là \(m\le -2\).