A). Phương Pháp:
Với phương trình có dạng : )()( mgxf =
Chúng ta thực hiện các bước sau ñây:
Bước 1: Xem ñó là phương trình hoành ñộ giao ñiểm của )(xf và )(mg .Do ñó số nghiệm của
phương trình là số giao ñiểm của 2 hàm số
Bước 2: Xét hàm số )(xfy =
• Tìm tập xác ñịnh
D
• Tính ñạo hàm '
y , rồi giải phương trình 0'=y
• Lập bảng biến thiên của hàm số
Bước 3: Kết luận:
• Phương trình có nghiệm )(max)()(min xfmgxf ≤≤⇔
• Phương trình có k nghiệm phân biệt
⇔ dựa vào bảng biến thiên xem )(
mg cắt )(xf tại
k ñiểm .Suy ra giá trị cần tìm
• Phương trình vô nghiệm
⇔ hai hàm số không cắt nhau
Với bất phương trình có dạng : )()(
mgxf ≤
Chúng ta thực hiện các bước sau ñây:
Bước 1: Xét hàm số )(xfy =
• Tìm tập xác ñịnh
Chú ý chung :
Nếu có ñặt ẩn phụ
)(
xht = . Từ ñiều kiện của
x
chuyển thành ñiều kiện của t .Có 3 hướng ñể tìm ñiều
kiện :
•
Sử dụng BðT Cô si cho các số không âm
•
Sử dụng bất ñẳng thức Bunhiacopxki
•
Sử dụng ñạo hàm ñể tim min và max ( lúc ñó t sẽ thuộc min và max )
B).Bài Tập Ứng Dụng :
Loại 1: Bài toán tìm m ñối với phương trình
Bài 1.Tìm m ñể phương trình sau có nghiệm : a)
mxxxx =+−−++ 11
22
b)
)45(12 xxmxxx −+−=++
c)
mxxxx ++−=−+ 99
2
Xét hàm số
11
22
+−−++= xxxxy
• Miền xác ñịnh :
R
D
=
• ðạo hàm :
12
12
12
12
'
22
+−
−
−
++
+
=
xx
x
xx
x
y
22
=
+−+++
=+−−++=
+∞→+∞→+∞→
xxxx
x
xxxxy
xxx
1
11
2
limlim
22
−=
+−+++
=
−∞→−∞→
xxxx
x
y
xx
• Bảng biến thiên :
x
x
(*)
Viết phương trình về dạng :
mxxxxx =−−−++
)45)(12(
(1)
Xét hàm số :
)45)(12(
xxxxxy −−−++=
• Miền xác ñịnh :
[ ]
4,0=D
x
∞−
∞+
'
y
+
y
1
-1
)().(
xgxhy
=⇒
là hàm ñồng biến trên
D
Vậy phương trình (1) có nghiệm khi :
)4()0(
fmf
≤≤12)25(12
≤≤−⇔
mc)
mxxxx ++−=−+ 99
2
ðiều kiện :
90
09
0
≤≤⇔
)92(
92'
2
+−
+−
−−=0
9
1
1)92(0'
2
=
+−
+−⇔=
xx
xy2
9
=⇔ x
[
)
+∞= ,0D
x
0
2
9
9
'y
– 0 +
y
9 94
9
−
3
• ðạo hàm :
x
, mà
0
2
1
82
1
)1('
4
<−=y
Do ñó Dxxy ∈∀< 0)(' ⇔ hàm số ñồng biến
• Giới hạn:
0
)1)(1(
1
lim)1(limlim
2
4
2
4
2
=
++++
=−+=
+∞→+∞→+∞→
xxxx
xxy
xxx
• Bảng biến thiên:
=+−−
≤
⇔
mxxx
x
13)1(
1
44
Xét hàm số
xxxy 13)1(
44
+−−=
• Miền xác ñịnh :
(
]
1,∞−=D
• ðạo hàm :
91212134)1(4'
233
++−=+−−−= xxxxy
0912120'
• Bảng biến thiên:
x
0
∞+
'y
–
y
1 0
4
Vậy ñể phương trình có nghiệm khi :
2
3
−≥mf)
4
2
2
44
=
−
+
−
+
+
−
x
x
x
x
m
(*)
ðặt
4
2
2
−
+
=
1
2
2
)('
4
3
2
4
3
'
<
−
+
−
−
=
−
+
2
−
+
=
x
x
t
2
2
4
−
+
=⇔
x
x
t1
)1(2
2)2(
4
4
4
−
+
=⇔
+=−⇔
t
t
2
1
)1(2
2
2
4
44
4
t
t
t
t
t
tt
t
x
∞−
2
1
−
1
'
y
— 0 +
y
+⇒
Xét hàm số
12
2
)(
2
+
+
=
t
tt
tf
• Miền xác ñịnh :
( )
+∞= ,1D
• ðạo hàm :
( )
⇒>
+
++
=
0
ðặt
x
x
t
cottan
+=
2cottan
222
++=⇒ xxt
Tìm ñiều kiện cho t :
2cot.tan2cottancottan
≥⇔≥+=+= txxxxxxt
(vì
)1cot.tan
=xx
Lúc ñó :
)()(
1
01
2
2
tfmg
t
t
mmtt =⇔
+
=−⇔=++
Xét hàm số
t
t
tf
tt
1
lim)(lim
2
• Bảng biến thiên :
x
1
∞+
'
y
+
y
∞+
1
>
−<
2
5
2
5
m
mBài 2.Tìm m ñể phương trình có ñúng 2 nghiệm phân biệt
a)
mxxxx =−+−++
626222
44
b)
6164164
4
3434
=++−+++− mxxxmxxx
Bài làm :
a)
mxxxx =−+−++
626222
44
(1)
−
−
−+=
6
1
)6(2
1
2
1
)2(2
1
'
4
3
4
3
0
6
1
2
1
)6(2
1
)2(2
1
0'
4
3
4
44
=
−
++
−
+
−
+
ðể (1) có hai nghiệm phân biệt:
)44(3)66(2
4
4
+<≤+ m
x
0
2
6
'
y
+ 0 —
y
)44(3
4
+)66(2
4
+
1212
4
+
nt
Với
mxxxmxxxt −=+−⇔=++−⇔=
16164161642
3434
(*)
Xét hàm số :
xxxxf
164)(
34
+−=
• Miền xác ñịnh:
R
D
=
• ðạo hàm :
1684)('
23
+−= xxxf
016840)('
23
=+−⇔= xxxf
=
Vậy ñể có hai nghiệm khi :
271116
<⇔−>− mm
3.Tìm m ñể phương trình
xmx
cos1
2
=+ có ñúng 1 nghiệm thuộc
)
2
,0(
π
Bài làm:
Biến ñổi phương trình:
1cos
2
−= xmx (1)
Nhận xét: (1) có nghiệm khi
0
≤m
( vì
0
>m lúc ñó
0,0 <> VPVT
)
Lúc ñó (1)
m
— 0 + 0 +
y
∞+
∞+
16
-11
8
m
x
x
2
2
2
sin
2
2
−=
⇔
(2)
m
t
t
2
sin
2
sin
2
2
2
−=
⇔−=⇔
Xét hàm số:
t
t
tf
sin
)( =
• Miền xác ñịnh
• Giới hạn :
1
sin
lim)(lim
00
=
=
→→
t
t
tf
tt
• Bảng biến thiên:
Vậy ñể phương trình có ñúng một nghiệm :
22
Bài làm:
Biến ñổi phương trình:
xxm =−+ )12(
212
2
−+
=⇔
x
x
m
(vì
22
2
≥+x
)
Xét hàm số
12
)(
2
−+
=
x
x
xf
• Miền xác ñịnh :
R
)('
−++
+−
=
xx
x
xf220)('
2
=+⇔= xxf2±=⇔ x
• Giới hạn
1
1
)12(
lim
12
lim)(lim
2
2
2
=
)12(
lim
12
lim)(lim
2
2
2
−=
+
++
=
−+
=
−∞→−∞→−∞→
m
c)
04.
4
≥+− mxxm
Bài làm :
a) Xét hàm số :
mxxxxfy 256)(
2
++−==
<<−++−=
≥∨≤+−+=
=
)51(5)3(2)(
)51(5)3(2)(
)(
2
2
2
1
xxmxxf
<+−
>
>
⇔
>−
>
>
⇔ m
mm
m
m
mf
f
f
Vậy với
10
b) ðặt
)0(3 >= tt
x
Lúc ñó :
)()(
1
101.
2
22
tfmg
t
t
mtmtttm ≥⇔
−
≥⇔−≥⇔≥+−
Xét hàm số
2
1
)(
t
t
tf
−
=
• Miền xác ñịnh
2
lim)(lim
4
2
=
−
=
+∞→+∞→
t
tt
tf
xx
• Bảng biến thiên:
ðể bất phương trình nghiệm ñúng với mọi
4
+
=
x
x
xf
• Miền xác ñịnh
R
D
=
• ðạo hàm
( )
2
4
4
1
124
)('
+
−
=
x
x
xf
4
3
1
Vậy ñể bất phương trình nghiệm ñúng với mọi
x4
27)(max)( ≥⇔≥⇔ mxfmg
Bài 2: Tìm m ñể bất phương trình có nghiệm
a)
13 +≤−− mxmx
b)
xxx
m
222
sincossin
3.32 ≥+
c)
06234
2
>−++− mxxx
2
1
)(
2
+
+
=
t
t
tf
• Miền xác ñịnh
[
)
+∞= ,0D
• ðạo hàm
( )
2
2
2
1
22
)('
+
+−−
=
t
tt
tf
4
13
)(max)(
+
≤⇔≤ mtfmgy
0
4
27
4
27−
0
x
0
31+−
∞+
'y
— 0 + 0 —
b)
xxx
m
222
sincossin
3.32 ≥+
(*)
Chia 2 vế của (*) cho
x
2
sin
3
ta có:
)1(
9
1
.3
3
2
3
3
3
2
22
2
2
2
−
Xét hàm số
xx
y
22
sinsin
9
1
.3
3
2
+
=
là hàm nghịch biến
Lúc ñó :
00sinsin11
2
≤
+
≤
+
⇔≤≤
xx
)(
2
2
2
1
xxmxxf
xxxmxxf
xf
Vậy (*) có nghiệm
0)(max >⇔ xf
{ }
0)2();3();1(max
222
>+⇔ mfff
<<⇔
>+−
>+
x
mxx −≤−+− thoả mãn với 1≥x
Bài làm:
Biến ñổi bất phương trình về dạng:
3
3
1
23
x
xmx −+≤
4
36
12
3
x
xx
m
−+
≤⇔
Xét hàm số
4
36
12
)(
x
xx
xf
−+
36
422
lim)(lim
x
xx
xf
xx
• Bảng biến thiên :
13
ðể bất phương trình nghiệm ñúng với
1≥x
)()(min mgxf ≥⇔
3
2
23 ≤⇔≤⇔ mm
Bài 4: Tìm tất cả m ñể bất phương trình m
x
x
≥
−1log
log
2
• Miền xác ñịnh
( )
+∞= ,1D
• ðạo hàm :
( )
3
2
12
2
)('
−
−
=
t
t
tf
20)(' =⇔= ttf
• Giới hạn :
( )
=
−
−
=
+∞→+∞→
3
2
12
2
ðể bất phương trình nghiệm ñúng với mọi
0>x
⇔
0)()( >∀≥ tmgtf
mmgtf
≥⇔≥⇔ 1)()(min
Bài 5: Tìm m ñể bất phương trình
m
xx
<
+−−
)32(log
2
4
4
3
nghiệm ñúng với mọi
( )
0,2−∈x
y
∞+
Nhận xét : ñề bài yêu cầu thoả mãn
( )
0,2−∈x
Do ñó ta xét giao của hai tập hợp trên :
( )
0,2−∈x
Xét hàm số :
)32(log)(
2
4
+−−= xxxf
• Miền xác ñịnh
( )
0,2−=D
• ðạo hàm
)32.(2ln2
22
4ln
)32ln(
)('
2
'
2
+−−
−−
=
3log
4
4
3
)(max
Loại 3: Bài toán tìm m ñối với hệ phương trình
Bài 1: Tìm m ñể hệ phương trình có nghiệm:
=+
=+−
)2(2
)1(0
xyy
myx
Bài làm:
Từ (2) suy ra:
+−
=
44
)(
−
=
• Miền xác ñịnh
(
]
{ }
0\2,∞−=D
• ðạo hàm
0
4
)('
2
>=
y
yf .Hàm số ñồng biến trên
D
• Giới hạn
x
2− 1− 0
)(' xf
+ 0 —
)(xf
1
3log
4
3log
Vậy ñể hệ có nghiệm :
),4(]2,( +∞∪−∞∈m
Bài 2: Xác ñịnh m ñể hệ phương trình có hai cặp nghiệm phân biệt
=−+−
>−−+
+−
)2(52log)52(log
)1(4log)1(log)1(log
52
2
2
3
33
2
xx
mxx
xx
Bài làm :
ðiều kiện 1>x
Từ (1) ta có
312
1
• ðạo hàm:
)3,1(
)52.(2ln
22
)('
2
∈∀>
+−
−
= x
xx
x
xf
Hàm số ñồng biến nên ta có
32)3()()1( <<⇔<< tfxff
Nhận xét số nghiệm của
x
thông qua
t
• Ta có
42)1(252
22
−=−⇔=+−
tt
xxx
+ +
y∞+
2
4
∞−
16
ðể hệ có 2 cặp nghiệm phân biệt
6
4
25
4
25
6 <<⇔−>−>−⇔ mm
x
ðặt
xt =
.Lúc ñó (1):
)96(3
2
+−=⇔−= ttyty
ðiều kiện của t:
32 ≤≤ t
Khi ñó (2)
mttt ≤+−++⇔ 1265
22
Xét hàm số
1265)(
22
+−++= ttttf
• Miền xác ñịnh
[ ]
3,2=D
• ðạo hàm :
126
3
5
)('
22
+−=+−⇔ ttttt4530146126
234234
+−+−=+−⇔ ttttttt045302
2
=+−⇔ tt
vô nghiệm với
Dx ∈
Mà
)(0)3(' tff ⇒>
ñồng biến trên
D
Do ñó:
5)2(min =f
ðể hệ có nghiệm
),( yx
thoả mãn
4≥x ⇔
(2) có nghiệm thoả (1) và
4≥x mtf ≤⇔ )(
thoả mãn với mọi
17
−=−
=+−+
)2(sinsin
)1(052
2
yxyx
mxxyx
Bài làm:
Biến ñổi (2) về dạng:
yyxx sinsin −=−)()( yfxf =⇔
(*)
Xét hàm số
tttf sin)( −=
• Miền xác ñịnh
R
D
=
⇔
phương trình (**) có 2 nghiệm
trái dấu
00 <⇔<⇔ mPBài 5: Tìm m ñể hệ có nghiệm:
=+
+−=−
)2(
)1())((33
22
myx
mxyxy
yx
Bài làm:
Thay (2) vào (1) ta có :
))((33
22
yxxyxy
yx
++−=−
.Hàm số ñồng biến
Do ñó
y
x
=
.Thay vào phương trình (2) ta có:
2
2
2222
m
xmxmxx =⇔=⇔=+
ðể hệ có nghiệm:
0≥mC).Bài tập tự luyện:
Bài 1: Tìm m ñể bất phương trình
1)2( +≥−+ xmxm
có nghiệm
[ ]
2,0∈x
Bài 2: Tìm m ñể
04).1(6).1(29
222
222
≥++−−
−−− xxxxxx
xx
có bốn nghiệm phân biệt
Bài 5: Tìm m ñể phương trình
mxxxx +−=−+− 58102
22
có bốn nghiệm phân biệt
Bài 6: Tìm m ñể
mxxxx +−≤−+ 4)7)(3(
2
nghiệm ñúng
[ ]
7,3−∈∀x
Bài 7: Tìm m ñể hệ phương trình có nghiệm:
=+−
≤
−
0163
043
23
2
mmxxx
xx
Bài 10: Tìm m ñể hệ vô nghiệm:
+=+
+=+
xmy
ymx
y
x
33
33
Bài 11: Tìm m ñể phương trình có nghiệm:
=+++−
≤+−
++++
)2(032)2(
).
Điều kiện: x ≤
3
4
; y ≤
5
2
.
Phương trình thứ nhất của hệ tương đương với: (4x
2
+ 1).2x = (5 − 2y + 1)
52
y
−
(1)
Nhận xét: (1) có dạng f(2x) = f(
52
y
−
), với f(t) = (t
2
+ 1)t.
Ta có
'
f
(t) = 3t
2
+ 1 > 0, suy ra f đồng biến trên R.
Do đó: (1) ⇔ 2x =
52
−
⎜⎟
⎝⎠
+ 2
34
x
−
−7 = 0 (3).
Nhận thấy x = 0 và x =
3
4
không phải là nghiệm của (3).
Xét hàm g(x) = 4x
2
+
2
2
5
2
2
x
⎛⎞
−
⎜⎟
⎝⎠
+ 2
34
x
−
− 7, trên khoảng
x
−
< 0, suy ra hàm g(x) nghịch biến.
Mặt khác
1
2
g
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
= 0, do đó (3) có nghiệm duy nhất x =
1
2
; suy ra y = 2.
Vậy, hệ đã cho có nghiệm: (x; y) =
1
;2
2
⎛⎞
⎜⎟
.
Bài làm: