Cho phương trình 4−|x−m|log√2(x2−2x+3)+2−x2+2xlog12(2|x−m|+2)=04−|x−m|log√2(x2−2x+3)+2−x2+2xlog12(2|x−m|+2)=0. Gọi S là tập hợp tất cả các giá trị của m để phương trình có 3 nghiệm thực phân biệt. Tổng các phần tử của S bằng:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐiều kiện xác định: x∈R.
Xét phương trình 4−|x−m|log√2(x2−2x+3)+2−x2+2xlog12(2|x−m|+2)=0(1)
(1)⇔2−2|x−m|+1.log√2[(x2−2x+1)+2]=2−(x2−2x+1).log2(2|x−m|+2)⇔2x2−2x+1.og√2[(x2−2x+1)+2]=22|x−m|.log2(2|x−m|+2)(2)
Xét hàm số: f(t)=2tlog2(t+2),t>2.
Ta có f′(t)=2t.ln2.log2(t+2)+2t.1(t+2)ln2>0∀t≥0.
Mà f(t) liên tục trên [0;+∞) suy ra f(t) đồng biến trên [0;+∞).
Phương trình (2) có dạng f(x2−2x+1)=f(2|x−m|) và x2−2x+1=(x−1)≥0;2|x−m|≥0,∀x∈R.
Do đó (2)⇔x2−2x+1=2|x−m|⇔[x2−2x+1=2(x−m)x2−2x+1=2(m−x)⇔[x2−4x+1=−2m(∗)−x2−1=−2m(∗∗)
Phương trình (1) có 3 nghiệm thực phân biệt khi và chỉ khi (2) có 3 nghiệm phân biệt.
Dựng các parabol: y=x2−4x+1(P1) và y=−x2−1(P2) trên cùng 1 hệ trục tọa độ.
Số lượng nghiệm của (*) và (**) bằng số giao điểm của đường thẳng d:y = - 2m lần lượt với các đồ thị (P1) và (P2).
Dựa vào đồ thị có thể thấy phương trình đã cho có đúng 3 nghiệm phân biệt thì d phải nằm ở các vị trí của d1,d2,d3.
Tương ứng khi đó:
−2m=−1⇔m=12−2m=−2⇔m=1−2m=−3⇔m=32
Do đó có 3 giá trị m thỏa mãn yêu cầu: m=12;m=1;m=32.
Vậy S={12;1;32}.