Bài 8 trang 58 Tài liệu dạy – học Toán 9 tập 2

Đề bài

Cho phương trình \({x^2} - 2mx + m - 2 = 0\) (m là tham số)

a) Chứng minh phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt với mọi giá trị của m.

b) Gọi x₁, x₂ là các nghiệm của phương trình. Tìm giá trị của m để biểu thức \(M = \dfrac{{ - 24}}{{{x_1}^2 + {x_2}^2 - 6{x_1}{x_2}}}\) đạt giá trị nhỏ nhất.

Lời giải chi tiết

a) \({x^2} - 2mx + m - 2 = 0\,\,\,\left( 1 \right)\)

Xét

\(\begin{array}{l}\Delta ' = {\left( { - m} \right)^2} - \left( {m - 2} \right) \\\;\;\;\;\;= {m^2} - m + 2\\ \;\;\;\;\;= {m^2} - 2.\dfrac{1}{2}.m + \dfrac{1}{4} - \dfrac{1}{4} + 2\\\;\;\;\;\; = {\left( {m - \dfrac{1}{2}} \right)^2} + \dfrac{7}{4} > 0,\forall m\end{array}\)

Khi đó phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt với mọi giá trị của m.

b) Do phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt \({x_1};{x_2}\) nên áp dụng hệ thức Viet cho phương trình (1) ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} = 2m\\{x_1}.{x_2} = m - 2\end{array} \right.\)

\(\begin{array}{l}M = \dfrac{{ - 24}}{{{x_1}^2 + {x_2}^2 - 6{x_1}{x_2}}}\\\;\;\;\;\; = \dfrac{{ - 24}}{{{{\left( {{x_1} + {x_2}} \right)}^2} - 2{x_1}{x_2} - 6{x_1}{x_2}}}\\\;\;\;\;\; = \dfrac{{ - 24}}{{{{\left( {{x_1} + {x_2}} \right)}^2} - 8{x_1}{x_2}}}\\\;\;\;\;\; = \dfrac{{ - 24}}{{4{m^2} - 8\left( {m - 2} \right)}} \\\;\;\;\;\;= \dfrac{{ - 24}}{{4{m^2} - 8m + 16}} \\\;\;\;\;\;= \dfrac{6}{{ - {m^2} + 2m - 4}}\end{array}\)

M đạt giá trị nhỏ nhất khi \( - {m^2} + 2m - 4\) đạt giá trị lớn nhất

Ta có: \( - {m^2} + 2m - 4 \)\(\,=  - \left( {{m^2} - 2m + 4} \right) \)\(\,=  - \left[ {{{\left( {m - 1} \right)}^2} + 3} \right] \)\(\,=  - {\left( {m - 1} \right)^2} - 3 \le  - 3,\forall m\)

Khi đó ta có: \(M \ge \dfrac{6}{{ - 3}} =  - 2 \Leftrightarrow m = 1\)

Vậy giá trị nhỏ nhất của M là -2 khi m = 1.