Gọi S là tập hợp tất cả các giá trị nguyên của tham số m thuộc đoạn [−10;10][−10;10] để bất phương trình log32x2+x+m+1x2+x+1≥2x2+4x+5−2mlog32x2+x+m+1x2+x+1≥2x2+4x+5−2m có nghiệm. Số phần tử của tập hợp S bằng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐiều kiện xác định 2x2+x+m+1x2+x+1>0⇔2x2+x+m+1>02x2+x+m+1x2+x+1>0⇔2x2+x+m+1>0.
Ta có log32x2+x+m+1x2+x+1≥2x2+4x+5−2m⇔log32x2+x+m+1x2+x+1−1≥2x2+4x+4−2mlog32x2+x+m+1x2+x+1≥2x2+4x+5−2m⇔log32x2+x+m+1x2+x+1−1≥2x2+4x+4−2m
⇔log32x2+x+m+13(x2+x+1)≥2x2+4x+4−2m⇔log32x2+x+m+13(x2+x+1)≥2x2+4x+4−2m
⇔log3(2x2+x+m+1)−log33(x2+x+1)≥−2(2x2+x+m+1)+6(x2+x+1)⇔log3(2x2+x+m+1)−log33(x2+x+1)≥−2(2x2+x+m+1)+6(x2+x+1)
⇔log3(2x2+x+m+1)+2(2x2+x+m+1)≥log33(x2+x+1)+6(x2+x+1)⇔log3(2x2+x+m+1)+2(2x2+x+m+1)≥log33(x2+x+1)+6(x2+x+1).
Xét hàm số f(t)=log3t+2tf(t)=log3t+2t với t>0.
Ta có: f′(t)=1t.ln3+2>0,∀t>0f′(t)=1t.ln3+2>0,∀t>0. Suy ra hàm số f(t)f(t) đồng biến trên khoảng (0;+∞)(0;+∞)
Do đó tương đương với
f(2x2+x+m+1)≥f(3(x2+x+1))⇔2x2+x+m+1≥3(x2+x+1))f(2x2+x+m+1)≥f(3(x2+x+1))⇔2x2+x+m+1≥3(x2+x+1))
⇔x2+2x+2≤m⇔x2+2x+2≤m
BPT x2+2x+2≤mx2+2x+2≤m có nghiệm ⇔m≥ming(x)⇔m≥ming(x) với g(x)=x2+2x+2g(x)=x2+2x+2.
Xét hàm số g(x)=x2+2x+2g(x)=x2+2x+2 với x∈Rx∈R có g′(x)=2x+2g′(x)=2x+2
g′(x)=0⇔2x+2=0⇔x=−1g′(x)=0⇔2x+2=0⇔x=−1
Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên suy ra ming(x)=1ming(x)=1.
Do đó m≥1m≥1
Vì m∈[−10;10]m∈[−10;10] nên tập S={1;2;...;10}S={1;2;...;10}
Vậy S có 10 phần tử.
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Toán
Trường THPT Thanh Đa lần 2