Cho hệ phương trình {2x−y−2y+x=2y2x+1=(m2+2).2y.√1−y2(1), m là tham số. Gọi S là tập các giá trị nguyên để hệ (1) có một nghiệm duy nhất. Tập S có bao nhiêu phần tử?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐK : 1−y2≥0⇔y∈[−1;1]
+ Xét phương trình 2x−y−2y+x=2y⇔2x−y+x−y=2y+y
Xét hàm số f(t)=2t+t⇒f′(t)=2t.ln2+1>0;∀t nên hàm số f(t) đồng biến trên R.
Từ đó 2x−y+x−y=2y+y⇒f(x−y)=f(y)⇔x−y=y⇔x=2y
+ Thay x=2y vào phương trình 2x+1=(m2+2).2y.√1−y2 ta được
22y+1=(m2+2).2y.√1−y2⇔4y+1=(m2+2).2y.√1−y2 (*)
Để hệ phương trình (1) có một nghiệm duy nhất thì phương trình (*) có nghiệm duy nhất y∈[−1;1]
Giả sử y0∈[−1;1] là một nghiệm của phương trình (*) thì ta có 4y0+1=(m2+2).2y0.√1−y02 (**)
Xét với −y0 ta có 4−y0+1=(m2+2).2−y0.√1−(−y0)2⇔14y0+1=(m2+2)12y0√1−y20
⇔1+4y0=(m2+2).2y0.√1−y02 (đúng do (**)) hay −y0 cũng là nghiệm của phương trình (*).
Do vậy để (*) có nghiệm duy nhất thì y0=−y0⇔y0=0. Thay y=0 vào (*) ta được 40+1=(m2+2).20√1−02⇔m2+2=2⇔m=0.
Thử lại : Thay m=0 vào (*) ta được 4y+1=2.2y√1−y2⇔2y+12y=2√1−y2(∗∗∗)
Nhận thấy rằng VT(***)=2y+12yC\^o−si≥2√2y.12y⇔VT(∗∗∗)≥2 , dấu xảy ra ⇔2y=12y⇔y=0
Và VP(∗∗∗)=2√1−y2≤2⇔VP(∗∗∗)=2⇔y=0
Vậy phương trình (***) có nghiệm duy nhất y=0.
Kết luận : Với m=0 thì hệ đã cho có nghiệm duy nhất nên tập S có một phần tử.
Chọn B.
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Toán
Trường THPT Võ Chí Công