Có bao nhiêu giá trị nguyên của m hàm số \(y=\left|x^{3}-m x^{2}+12 x+2 m\right|\) luôn đồng biến trên khoảng \((1 ;+\infty) ?\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiXét hàm số \(g(x)=x^{3}-m x^{2}+12 x+2 m\) có
\(g'(x)=3x^{2}-2m x+12, g(1)=m+13\)
Để hàm số \(y=\left|x^{3}-m x^{2}+12 x+2 m\right|\) đồng biến trên \((1 ;+\infty) \) thì ta xét hai trường hợp
TH1: Hàm số g(x) đồng biến trên \((1 ;+\infty) \) và \(g(1)\ge0\)
\(\Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l} 3 x^{2}-2 m x+12 \geqslant 0\forall x>1 \\ m+13 \geqslant 0 \end{array}\right.\)
\(\Leftrightarrow \left\{\begin{array}{l} m \leqslant \frac{3 x^{3}+12}{2 x}\forall x\ge 1\,\,\,\, (1)\\ m \geq-13 \end{array}\right.\)
Xét (1):
Đặt \(h(x)=\frac{3 x^{2}+12}{2 x} \,\,có\,\,h'(x)=\frac{3 x^{2}-12}{2 x^{2}}\)
\(\begin{array}{l} h^{\prime}(x)=0 \Leftrightarrow\left[\begin{array}{l} x=2 \\ x=-2 \notin(1 ;+\infty) \end{array}\right. \\ h(1)=\frac{15}{2}, h(2)=6 \\ \Rightarrow \min\limits _{(1,+\infty)}h(x)=6 \end{array}\)
Vậy \((1) \Leftrightarrow m\le \min\limits_{(1 ;+\infty)} h(x)=6\)
Kết hợp với \(m\ge -13\) và m nguyên ta có \(m \in\{-13,-12,..., 5 ; 6\}\)
Vậy có 20 giá trị nguyên m thỏa mãn.
TH2: Hàm số g(x) nghịch biến trên \((1 ;+\infty) \) và \(g(1)\le0\)
Điều này không xảy ra vì \(\lim\limits _{x \rightarrow+\infty}\left(3 x^{2}-2 m12\right)=+\infty\)
Vậy có 20 giá trị m thỏa mãn yêu cầu bài toán
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Toán năm 2020
Trường THPT chuyên Thái Bình