Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số m để hàm số: \(y = {x^8} + \left( {m + 1} \right){x^5} - \left( {{m^2} - 1} \right){x^4} + 1\) đạt cực tiểu tại \(x = 0?\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có: \(y' = 8{x^7} + 5\left( {m + 1} \right){x^4} - 4\left( {{m^2} - 1} \right){x^3};\,\,y'' = 56{x^6} + 20\left( {m + 1} \right){x^3} - 12\left( {{m^2} - 1} \right){x^2}\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow y' = 0 \Leftrightarrow 8{x^7} + 5\left( {m + 1} \right){x^4} - 4\left( {{m^2} - 1} \right){x^3} = 0\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow {x^3}\left[ {8{x^4} + 5\left( {m + 1} \right)x - 4\left( {{m^2} - 1} \right)} \right] = 0\end{array}\)
TH1 : Xét \({m^2} - 1 = 0 \Leftrightarrow m = \pm 1\).
+) Khi \(m = 1\) ta có \(y' = 0 \Leftrightarrow {x^3}\left( {8{x^4} + 10x} \right) = {x^4}\left( {8{x^3} + 10} \right) \Rightarrow x = 0\) là nghiệm bội 4 \( \Rightarrow x = 0\) không là cực trị của hàm số.
+) Khi \(m = - 1\) ta có \(y' = 0 \Leftrightarrow {x^3}.8{x^4} = 0 \Leftrightarrow 8{x^7} = 0 \Leftrightarrow x = 0\) là nghiệm bội lẻ \( \Leftrightarrow x = 0\) là điểm cực trị của hàm số. Hơn nữa qua điểm \(x = 0\) thì \(y'\) đổi dấu từ âm sang dương nên \(x = 0\) là điểm cực tiểu của hàm số.
TH2 : Xét \({m^2} - 1 \ne 0 \Leftrightarrow m \ne \pm 1\) ta có :
\(y' = 0 \Leftrightarrow {x^2}\left[ {8{x^5} + 5\left( {m + 1} \right){x^2} - 4\left( {{m^2} - 1} \right)x} \right] = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x^2} = 0\\8{x^5} + 5\left( {m + 1} \right){x^2} - 4\left( {{m^2} - 1} \right)x = 0\end{array} \right.\)
\({x^2} = 0 \Leftrightarrow x = 0\) là nghiệm bội chẵn không là cực trị của hàm số, do đó cực trị của hàm số ban đầu là nghiệm của phương trình \(g\left( x \right) = 8{x^5} + 5\left( {m + 1} \right){x^2} - 4\left( {{m^2} - 1} \right)x = 0\).
Hàm số đạt cực tiểu tại \(x = 0 \Leftrightarrow g'\left( 0 \right) > 0\).
Ta có \(g'\left( x \right) = 40{x^4} + 10\left( {m + 1} \right)x - 4\left( {{m^2} - 1} \right)\)
\( \Rightarrow g'\left( 0 \right) = - 4\left( {{m^2} - 1} \right) > 0 \Leftrightarrow {m^2} - 1 < 0 \Leftrightarrow - 1 < m < 1\).
Vậy kết hợp 2 trường hợp ta có \( - 1 \le m < 1\).
Do \(m \in Z \Rightarrow m \in \left\{ { - 1;0} \right\}\).
Chọn C.
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Toán
Trường THPT Trần Khai Nguyên
