Cho hàm số \(y = {x^3} - 3m{x^2} + 6mx - 8\) có đồ thị \(\left( C \right)\). Có bao nhiểu giá trị nguyên của tham số m thuộc đoạn \(\left[ { - 5;5} \right]\) để \(\left( C \right)\) cắt trục hoành tại ba điểm phân biệt có hoành độ lập thành cấp số nhân?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiXét phương trình hoành độ giao điểm
\(\begin{array}{l}{x^3} - 3m{x^2} + 6mx - 8 = 0 \Leftrightarrow \left( {x - 2} \right)\left( {{x^2} + 2x + 4} \right) - 3mx\left( {x - 2} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {x - 2} \right)\left[ {{x^2} + \left( {2 - 3m} \right)x + 4} \right] = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 2\\g\left( x \right) = {x^2} + \left( {2 - 3m} \right)x + 4 = 0\,\,\left( * \right)\end{array} \right.\end{array}\)
Để đồ thị \(\left( C \right)\) cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt thì phương trình (*) có 2 nghiệm phân biệt khác 2.
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\Delta = {\left( {2 - 3m} \right)^2} - 16 > 0\\g\left( 2 \right) \ne 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}9{m^2} - 12m - 12 > 0\\4 + 4 - 6m + 4 \ne 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\left[ \begin{array}{l}m > 2\\m < \dfrac{{ - 2}}{3}\end{array} \right.\\m \ne 2\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m > 2\\m < \dfrac{{ - 2}}{3}\end{array} \right.\).
Giả sử \({x_1},\,{x_2}\,\,\left( {{x_1} < {x_2}} \right)\) là 2 nghiệm phân biệt của phương trình (*). Áp dụng định lí Vi-ét ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} = 3m - 2\\{x_1}{x_2} = 4\end{array} \right.\).
TH1: \({x_1},\,\,{x_2},\,\,2\) theo thứ tự lập thành cấp số nhân \( \Rightarrow 2{x_1} = x_2^2\).
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{x_2^2}}{2} + {x_2} = 3m - 2\\\dfrac{{x_2^2}}{2}{x_2} = 4\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_2} = 2\\4 = 3m - 2\end{array} \right. \Leftrightarrow m = 2\,\,\left( {ktm} \right)\).
TH2: \({x_1},\,\,2,\,\,{x_2}\) theo thứ tự lập thành cấp số nhân \( \Leftrightarrow {x_1}{x_2} = 4\) (luôn đúng với mọi \(m > 2\) hoặc \(m < \dfrac{{ - 2}}{3}\)).
TH3: \(2;{x_1};{x_2}\) theo thứ tự lập thành cấp số nhân, tương tự TH1 ta tìm được \(m = 2\,\,\left( {ktm} \right)\).
Vậy kết hợp điều kiện đề bài \( \Rightarrow m \in \left[ { - 5;\dfrac{{ - 2}}{3}} \right) \cup \left( {2;5} \right] \Rightarrow \)có 8 giá trị nguyên của m thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Chọn A.