Cho phương trình sau \({{4}^{x+1}}+{{4}^{1-x}}-\left( m+1 \right)\left( {{2}^{2+x}}-{{2}^{2-x}} \right)+8m-16=0\) (\(m\) là tham số thực). Tìm tất cả giá trị của tham số \(m\) để phương trình đã cho có nghiệm trên đoạn \(\left[ 0;1 \right]\)?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiPhương trình \({{4}^{x+1}}+{{4}^{1-x}}-\left( m+1 \right)\left( {{2}^{2+x}}-{{2}^{2-x}} \right)+8m-16=0\left( 1 \right)\)
\(\Leftrightarrow 4\left( {{4}^{x}}+{{4}^{-x}} \right)-4\left( m+1 \right)\left( {{2}^{x}}-{{2}^{-x}} \right)+8m-16=0\)
\(\Leftrightarrow \left( {{4}^{x}}+{{4}^{-x}} \right)-\left( m+1 \right)\left( {{2}^{x}}-{{2}^{-x}} \right)+2m-4=0(2)\)
Đặt \(t={{2}^{x}}-{{2}^{-x}}\)
Ta có \({t}'={{2}^{x}}\ln 2+{{2}^{-x}}\ln 2>0;\forall x\) nên hàm \(t={{2}^{x}}-{{2}^{-x}}\)luôn đồng biến trên \(\mathbb{R}\)
Vậy với \(x\in \left[ 0;1 \right]\) thì \(t\in \left[ 0;\frac{3}{2} \right]\).
Khi đó phương trình \(\left( 2 \right)\Leftrightarrow {{t}^{2}}-\left( m+1 \right)t+2m-2=0\)
\(\Leftrightarrow \left( t-2 \right)\left( t-m+1 \right)=0\)
\(\Leftrightarrow \left[ \begin{align} & t=2 \\ & t=m-1 \\ \end{align} \right.\)
Để phương trình \(\left( 1 \right)\) có nghiệm trên đoạn \(\left[ 0;1 \right]\) khi và chỉ khi phương trình \(\left( 2 \right)\) có nghiệm trên đoạn \(\left[ 0;\frac{3}{2} \right]\) khi và chỉ khi \(0\le m-1\le \frac{3}{2}\Leftrightarrow 1\le m\le \frac{5}{2}\).
Chọn D
Đề thi thử Tốt nghiệp THPT môn Toán năm 2023-2024
Trường THPT Quốc Trí