Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Để hàm số có điểm cực đại và điểm cực tiểu nằm ở hai phía khác của đường tròn, ta cần tìm điểm cắt của đường tròn với trục đối xứng của đồ thị của hàm số.
Đường tròn có phương trình $x^2+y^2-4x+3=0$ tương đương với $(x-2)^2+y^2=1$. Vậy đường tròn này có tâm là $(2,0)$ và bán kính bằng $1$.
Trục đối xứng của đồ thị của hàm số $y=\frac{1}{3}x^{3}-(m+1)x^{2}+\frac{4}{3}(m+1)^{3}$ là đường thẳng $x=m+1$. Để điểm cực đại và điểm cực tiểu nằm ở hai phía khác của đường tròn, ta cần tìm giá trị $m$ sao cho đường thẳng $x=m+1$ cắt đường tròn $(x-2)^2+y^2=1$ ở hai điểm khác phía tâm đường tròn $(2,0)$.
Gọi $A$ và $B$ lần lượt là hai điểm cắt của đường thẳng $x=m+1$ với đường tròn $(x-2)^2+y^2=1$. Khi đó, ta có:
- Tọa độ của điểm $A$ là $(m+1, y_A)$ với $y_A$ là nghiệm của phương trình $(m+1-2)^2+y_A^2=1$, tức là $y_A=\pm\sqrt{1-(m-1)^2}$.
- Tọa độ của điểm $B$ là $(m+1, y_B)$ với $y_B$ là nghiệm của phương trình $(m+1-2)^2+y_B^2=1$, tức là $y_B=\pm\sqrt{1-(m+3)^2}$.
Để hai điểm $A$ và $B$ nằm ở hai phía khác của tâm đường tròn $(2,0)$, ta cần có $y_A$ và $y_B$ trái dấu. Tức là:
$\sqrt{1-(m-1)^2}\cdot\sqrt{1-(m+3)^2}< 0$
Phương trình trên tương đương với $(m-1)(m+3)>0$. Vậy $m\in(-\infty,-3)\cup(1,+\infty)$.
Để hàm số có điểm cực đại và điểm cực tiểu, ta cần thêm điều kiện $m+1< 0$ (để đồ thị của hàm số có đỉnh). Kết hợp với điều kiện trên, ta được $m\in(-3,-1)$.
Để tìm giá trị $m$ thỏa mãn yêu cầu đề bài, ta cần tìm giá trị $m$ sao cho đường thẳng $x=m+1$ là trục đối xứng của đồ thị của hàm số. Tức là, phải có:
$\frac{d}{dx}\left(\frac{1}{3}x^{3}-(m+1)x^{2}+\frac{4}{3}(m+1)^{3}\right)\bigg|_{x=m+1}=0$
Tương đương với:
$x^2-2(m+1)x+4(m+1)^2=0$
Phương trình này có nghiệm kép $x=m+1$. Vậy, để đường thẳng $x=m+1$ là trục đối xứng của đồ thị của hàm số, ta cần có $m+1$ là nghiệm kép của phương trình trên. Tức là:
$4(m+1)^2
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.