Câu 16.
Để hàm số \( y = (m+1)x^4 - mx^2 + 3 \) có ba điểm cực trị, ta cần tìm các giá trị của \( m \) sao cho đạo hàm của hàm số có ba nghiệm phân biệt.
Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số:
\[ y' = \frac{d}{dx}[(m+1)x^4 - mx^2 + 3] = 4(m+1)x^3 - 2mx. \]
Bước 2: Đặt đạo hàm bằng 0 để tìm các điểm cực trị:
\[ 4(m+1)x^3 - 2mx = 0. \]
\[ 2x[2(m+1)x^2 - m] = 0. \]
Bước 3: Giải phương trình:
\[ 2x = 0 \quad \text{hoặc} \quad 2(m+1)x^2 - m = 0. \]
\[ x = 0 \quad \text{hoặc} \quad 2(m+1)x^2 = m. \]
\[ x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x^2 = \frac{m}{2(m+1)}. \]
Bước 4: Để có ba điểm cực trị, phương trình \( x^2 = \frac{m}{2(m+1)} \) phải có hai nghiệm phân biệt khác 0. Điều này yêu cầu:
\[ \frac{m}{2(m+1)} > 0. \]
Bước 5: Xét dấu của biểu thức \( \frac{m}{2(m+1)} \):
- \( \frac{m}{2(m+1)} > 0 \) khi \( m \) và \( m+1 \) cùng dấu.
- \( m > 0 \) và \( m+1 > 0 \Rightarrow m > 0 \).
- \( m < 0 \) và \( m+1 < 0 \Rightarrow m < -1 \).
Do đó, \( m \in (-\infty, -1) \cup (0, +\infty) \).
Vậy đáp án đúng là:
D. \( m \in (-\infty, -1) \cup (0, +\infty) \).
Câu 17.
Để tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \( y = \frac{x + 2m^2 - m}{x - 3} \) trên đoạn \([0, 1]\), ta sẽ tính đạo hàm của hàm số này và tìm điểm cực tiểu trong khoảng đã cho.
Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số \( y \):
\[ y' = \left( \frac{x + 2m^2 - m}{x - 3} \right)' = \frac{(x - 3)'(x + 2m^2 - m) - (x + 2m^2 - m)'(x - 3)}{(x - 3)^2} \]
\[ y' = \frac{(1)(x + 2m^2 - m) - (1)(x - 3)}{(x - 3)^2} = \frac{x + 2m^2 - m - x + 3}{(x - 3)^2} = \frac{2m^2 - m + 3}{(x - 3)^2} \]
Bước 2: Tìm giá trị của \( x \) sao cho đạo hàm bằng 0:
\[ y' = 0 \Rightarrow \frac{2m^2 - m + 3}{(x - 3)^2} = 0 \]
\[ 2m^2 - m + 3 = 0 \]
Bước 3: Giải phương trình \( 2m^2 - m + 3 = 0 \):
\[ 2m^2 - m + 3 = 0 \]
Phương trình này không có nghiệm thực vì \( \Delta = (-1)^2 - 4 \cdot 2 \cdot 3 = 1 - 24 = -23 < 0 \).
Do đó, đạo hàm \( y' \) không bằng 0 trong khoảng \([0, 1]\). Ta kiểm tra giá trị của hàm số tại các biên của đoạn \([0, 1]\):
Bước 4: Tính giá trị của hàm số tại các biên:
\[ y(0) = \frac{0 + 2m^2 - m}{0 - 3} = \frac{2m^2 - m}{-3} = -\frac{2m^2 - m}{3} \]
\[ y(1) = \frac{1 + 2m^2 - m}{1 - 3} = \frac{1 + 2m^2 - m}{-2} = -\frac{1 + 2m^2 - m}{2} \]
Bước 5: So sánh hai giá trị trên để tìm giá trị nhỏ nhất:
\[ -\frac{2m^2 - m}{3} = -2 \Rightarrow 2m^2 - m = 6 \Rightarrow 2m^2 - m - 6 = 0 \]
Giải phương trình bậc hai:
\[ 2m^2 - m - 6 = 0 \]
\[ \Delta = (-1)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-6) = 1 + 48 = 49 \]
\[ m = \frac{-(-1) \pm \sqrt{49}}{2 \cdot 2} = \frac{1 \pm 7}{4} \]
\[ m = 2 \text{ hoặc } m = -\frac{3}{2} \]
\[ -\frac{1 + 2m^2 - m}{2} = -2 \Rightarrow 1 + 2m^2 - m = 4 \Rightarrow 2m^2 - m - 3 = 0 \]
Giải phương trình bậc hai:
\[ 2m^2 - m - 3 = 0 \]
\[ \Delta = (-1)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-3) = 1 + 24 = 25 \]
\[ m = \frac{-(-1) \pm \sqrt{25}}{2 \cdot 2} = \frac{1 \pm 5}{4} \]
\[ m = \frac{3}{2} \text{ hoặc } m = -1 \]
Vậy các giá trị của \( m \) là \( m = 2 \) hoặc \( m = -\frac{3}{2} \).
Đáp án đúng là: D. \( m = 2 \) hoặc \( m = -\frac{3}{2} \).
Câu 18.
Để xác định các hệ số \(a\), \(b\), \(c\), và \(d\) của hàm số \(y = f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d\) dựa trên đồ thị, chúng ta sẽ phân tích từng đặc điểm của đồ thị.
1. Phân tích dấu của \(a\):
- Đồ thị hàm số \(y = f(x)\) có dạng cong xuống ở phía trái và cong lên ở phía phải. Điều này cho thấy hệ số \(a\) phải là số dương (\(a > 0\)) vì hàm số bậc ba \(y = ax^3\) khi \(a > 0\) có dạng cong xuống ở phía trái và cong lên ở phía phải.
2. Phân tích dấu của \(d\):
- Điểm giao của đồ thị với trục \(Oy\) (giao điểm \(y\)-intercept) nằm phía trên trục \(Ox\). Điều này cho thấy \(d > 0\).
3. Phân tích dấu của \(b\) và \(c\):
- Đồ thị có hai điểm cực trị, một điểm cực đại và một điểm cực tiểu. Điều này cho thấy đạo hàm của hàm số \(f'(x) = 3ax^2 + 2bx + c\) phải có hai nghiệm thực khác nhau, tức là phương trình \(3ax^2 + 2bx + c = 0\) có \(\Delta > 0\).
- Để đảm bảo rằng đồ thị có một điểm cực đại và một điểm cực tiểu, hệ số \(b\) phải là số âm (\(b < 0\)) và hệ số \(c\) phải là số dương (\(c > 0\)). Điều này là do nếu \(b < 0\) và \(c > 0\), thì phương trình \(3ax^2 + 2bx + c = 0\) sẽ có hai nghiệm thực khác nhau, tạo ra một điểm cực đại và một điểm cực tiểu.
Từ những phân tích trên, chúng ta có:
- \(a > 0\)
- \(b < 0\)
- \(c > 0\)
- \(d > 0\)
Do đó, mệnh đề đúng là:
B. \(a > 0, b < 0, c > 0, d > 0.\)
Đáp án: B. \(a > 0, b < 0, c > 0, d > 0.\)