Tính đơn điệu của hàm số có rất nhiều ứng dụng và một trong các ứng dụng đó là sử dụng trong việc giải phương trình và bất phương trình và bài toán tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số, biểu thức đa biến. Đề tài đã nêu được phương pháp chung cho mỗi dạng cũng như minh họa bằng các bài toán cụ thể, đồng thời cũng đưa ra cho mỗi dạng một số bài tập với các mức độ khác nhau giúp học sinh dễ dàng tư duy theo từng cấp độ. Học sinh nắm vững phương pháp ứng dụng tính đơn điệu của hàm số sẽ tự tin hơn, linh hoạt hơn khi gặp các bài toán khó ở các dạng đã nêu.
Tuy vậy, do nhiều nguyên nhân khác nhau, chủ quan và khách quan nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế nhất định. Tác giả rất mong sự đóng góp quí báu của quí đông nghiệp để đề tài trở nên hoàn chỉnh hơn.
. Tính chất 3: Cho phương trình f(x) = m xác định trên D Nếu f(x) là hàm số liên tục và đơn điệu trên D thì phương trình trên có không quá một nghiệm. Tính chất 4: Cho bất phương trình: f(x) > m (hay f(x) < m ) i) Nếu f(x) là hàm đơn điệu tăng trên D và tồn tại x0 D sao có f(x0) = m thì tập nghiệm của bất PT là: T = D (x0 ; + ) ( T = D (- ; x0 )) . ii) Nếu f(x) là hàm đơn điệu giảm trên D và tồn tại x0 D sao cho có f(x0) = m thì tập nghiệm của bất PT là:T = D (- ; x0 ) (T = D (x0 ; +) ). Tính chất 5: Cho hàm số f(x) xác định trên D 1. f(x) m , x D m 2. f(x) m , x D m 3. f(x) m có nghiệm x D m 4. f(x) m có nghiệm x D m 5. Nếu f(x) là hàm số đơn điệu tăng trên D và tồn tại u, v D. Khi đó: u > v , f(u) = f(v) u = v 6. Nếu f(x) là hàm số đơn điệu giảm trên D và tồn tại u, v D. Khi đó: u < v , f(u) = f(v) u = v B. MỘT SỐ DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP 1. Ứng dụng tính đơn điệu của hàm số để giải phương trình Phương pháp : Dạng 1: Phương trình đã cho biến đổi được về dạng (hoặc ) trong đó . Bước 1: Biến đổi phương trình đã cho về dạng (hoặc ) Bước 2: Xét hai hàm số trên D * Tính , xét dấu, kết luận tính đơn điệu của hàm số trên D * Tính , xét dấu,kết luận tính đơn điệu của hàm số trên D * Kết luận hai hàm số đơn điệu ngược nhau, hoặc một trong hai hàm số là hàm số hằng. * Tìm sao cho (hoặc tìm sao cho ) Bước 3: Kết luận: * Phương trình đã cho có nghiệm khi và chỉ khi (hoặc rồi giải phương trình ) * Kết luận nghiệm của phương trình đã cho Dạng 2: PT đã cho biến đổi được về dạng trong đó , Bước 1: Biến đổi phương trình về dạng Bước 2: Xét hàm số trên D * Tính , xét dấu y' * Kết luận hàm số là hàm số đơn điệu trên D. Bước 3: Kết luận: * Phương trình đã cho có nghiệm khi và chỉ khi , giải PT : * Kết luận nghiệm của phương trình đã cho. 2. Ứng dụng tính đơn điệu của hàm số để giải bất phương trình Phương pháp : Dạng 1: BPT biến đổi về dạng (hoặc ) trong đó . Bước 1: Biến đổi BPT đã cho về dạng (hoặc ) Bước 2: Xét hai hàm số trên D * Tính , xét dấu, kết luận tính đơn điệu của hàm số trên D * Tính ,xét dấu, kết luận tính đơn điệu của hàm số trên D * Tìm sao cho (hoặc tìm sao cho ) * Nếu f(x) đơn điệu tăng, g(x) đơn điệu giảm (hoặc là hàm hằng) thì (hoặc ) * Nếu f(x) đơn điệu giảm, g(x) đơn điệu tăng (hoặc là hàm hằng) thì (hoặc ) Bước 3: Kết luận nghiệm của bất phương trình đã cho Dạng 2: BPT biến đổi được về dạng trong đó , Bước 1: Biến đổi bất phương trình về dạng Bước 2: Xét hàm số trên D * Tính , xét dấu y'. Kết luận hàm số đơn điệu trên D. * Nếu f(x) đơn điệu tăng thì: Nếu f(x) đơn điệu giảm thì: Bước 3: Kết luận nghiệm của bất phương trình đã cho. 3. Ứng dụng tính đơn điệu của hàm số để giải hệ phương trình, hệ bất phương trình. (dựa vào hai bài toán trên giải từng phương trình hoặc bất phương trình của hệ rồi kết hợp với nhau được hệ đơn giản hơn). 4. Ứng dụng tính đơn điệu của hàm số để biện luận phương trình. *) Chú ý: Phương pháp chung của dạng bài tập này - Với các PT, BPT, HPT, HBPT không chứa tham số, ta sử dụng các tính chất về tính đơn điệu của hàm số để giải. - Với các PT, BPT, HPT, HBPT có chứa tham số, ta tìm cách cô lập tham số về một vế, đưa phương trình, bất phương trình về dạng: f(x) = m hoặc f(x) > m ( hoặc f(x) < m; f(x) m; hoặc f(x) m ). Sau đó sử dụng các tính chất về tính đơn điệu của hàm số để giải. 5. Ứng dụng tính đơn điệu của hàm số để tìm gía trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số. DẠNG 1. Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số trên (a, b) Để tìm GTLN, GTNN của hàm số y = f(x) trên : + Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số y’ = f’(x) + Bước 2: Xét dấu đạo hàm f’(x), lập bảng biến thiên Trong đó tại x0 thì f’(x0) bằng 0 hoặc không xác định DẠNG 2. Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số trên [a,b] Để tìm GTLN, GTNN của hàm số y = f(x) trên [a; b]: Bước 1: Tìm các gía trị xi (i = 1, 2, ..., n) làm cho đạo hàm bằng 0 hoặc không xác định . Bước 2: Tính Bước 3: GTLN = max{} GTNN = min{} CHƯƠNG II: KẾT QUẢ ĐIỀU TRA KHẢO SÁT THỰC TIỄN 1. Điều tra học sinh Qua khảo sát thực tiễn ( cụ thể là qua học sinh lớp 12A1; 12A6 trường thpt số 1 Bát Xát ) tôi thấy các em học sinh ban đầu gặp nhiều khó khăn và thông thường là không thích phương pháp này vì học sinh mới tiếp cận phương pháp ứng dụng đạo hàm để khảo sát hàm số do vậy các em chưa biết cách xây dựng một hàm số thích hợp để nghiên cứu tính đồng biến và nghịch biến của nó trên tập xác định. Hơn nữa nhiều trường hợp có thể phát hiện hàm số ngay từ đầu, còn trong các trường hợp khác cần có sự khôn khéo để phát hiện ra chúng nên các em thấy “ không tự nhiên” trong lời giải và điều quan trọng nữa là việc nhẩm nghiệm để tìm ra nghiệm duy nhất cũng là một vấn đề nan giải đối với học sinh. Sau một thời gian các em đã nắm chắc được bài toán khảo sát hàm số, qua đợt ôn thi học sinh giỏi và ôn thi đại học vừa qua tôi thấy các em đã dần dần tiếp thu và cảm thấy húng thú trong việc tìm ra lời giải bằng phương pháp ứng dụng tính đơn điệu vào giải toán. 2. Điều tra, khảo sát tài liệu. Những bài toán thường gặp ở chương trình phổ thông. + Giải phương trình vô tỷ, phương trình mũ, lôga, phương trình chứa tham số... + Giải bất phương trình vô tỷ, phương trình mũ, lôga, bất phương trình chứa tham số... + Hệ phương trình. + Hệ bất phương trình + Bài toán tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số, chứng minh bất đẳng thức. Qua việc khảo sát và điều tra ở trên tôi thấy việc đưa ra phương pháp ứng dụng tính đơn điệu để giải toán là rất cần thiết để giải được bài toán giải PT, BPT, HPT, HBPT, GTLN, GTNN – những dạng toán dễ dàng bắt gặp trong các kì thi tốt nghiệp, đại học và học sinh giỏi (đặc biệt trong kì thi đại học và học sinh giỏi). Tôi không tham vọng mọi học sinh đều có thể áp dụng thành thạo với phương pháp này để quyết được triệt để các dạng toán mà chỉ hi vọng các em có thêm một công cụ hữu hiệu để giải các bài toán vừa sức với bản thân. Do thời gian hạn chế tôi chỉ trình bày mỗi dạng toán một số ví dụ điển hình đưa ra cách tư duy để ứng dụng tính đơn điệu của hàm số vào giải bài toán PT, BPT, HPT, HBPT, Tìm GTLN, GTNN chứ chưa thống kê và đưa ra được hết các ví dụ về các bài toán còn ứng dụng tính đơn điệu như chứng minh bất đẳng thức; tìm điều kiện tham số để hàm số đơn điệu trên khoảng, đoạn hoặc nửa khoảng đã chỉ ra hay bài toán tương giao của hai đường trong câu hỏi phụ của bài toán khảo sat hàm số. CHƯƠNG III: GIẢI PHÁP Bài toán 1. Ứng dụng tính đơn điệu của hàm số để giải phương trình. Ví dụ 1: Giải các phương trình sau: (1) Giải: Điều kiện xác định: Xét hàm số: Đạo hàm : Do đó hàm số đồng biến trên (2; ), vậy phương trình f(x) = 0 nếu có nghiệm thì nghiệm đó là duy nhất. Mặt khác ta có: f(3) = 6. Vậy phương trình có nghiệm duy nhất x = 3. Nhận xét: Ta dễ dàng tính nhẩm và đánh giá được đạo hàm của vế phải phương trình (1) dương. Do vậy ta sẽ giải được bài toán theo phương pháp hàm số. Nếu không sử dụng phương pháp hàm số để giải bài toán này theo phương pháp bình phương hai vế bài toán sẽ trở nên phức tạp hơn rất nhiều. Ví dụ 2: Giải các phương trình sau: (2) Giải: Điều kiện: (2) Xét hàm số: f(t) = ,với f’(t) = Hàm số đồng biến trên , do đó (2) (tm đk). Vậy phương trình có nghiệm duy nhất x = 2. Nhận xét: Ta có thể chọn hàm số f(t) = , với cũng được kết quả tương tự. Do vậy việc chọn hàm số nào để giải toán là tùy thuộc vào từng đối tượng học sinh. Điều học sinh thấy không tự nhiên ở đay là làm sao biết để chuyến vế biến đổi được PT? Mấu chốt của bài toán này là hai căn ở vế phải ta tìm cách biến đổi biểu thức trong căn ở vế trái để được biểu thức giống biểu thức bên vế phải. Chú ý khi áp dụng tính chất f(u)=f(v) u = v . phải sử dụng dấu suy ra không được sử dụng dấu tương đương. Bài toán này có thể giải bằng phương pháp tương đương bằng cách nhân liên hợp đối với hai căn ở hai vế, đưa về phương trình tích, nhưng gặp khó khăn khi chứng minh phương trình vô tỷ còn lại vô nghiệm. Ví dụ 3: Giải phương trình: Giải Điều kiện và x = 1 không là nghiệm của phương trình Đặt với x > 1 f(x) là hàm số đồng biến trên (1; +) nên PT f(x) = 0 nếu có nghiệm thì có duy nhất một nghiệm x > 1. Mặt khác: nên x = 2 là nghiệm duy nhất của phương trình Ví dụ 4: Giải phương trình: Giải: Điều kiện của phương trình (*) Xét g(x) là hàm số đồng biến trên Mặt khác: g(1) = 0. Vậy: x = 1 là nghiệm duy nhất của phương trình Thật vậy: Khi x > 1 thì g(x) > g(1) = 0 nên phương trình vô nghiệm Khi x < 1 thì g(x) < g(1) = 0 nên phương trình vô nghiệm Ví dụ 5: Giải phương trình: Giải: Phương trình (1) được viết lại Xét hàm số đồng biến trên R Mặt khác: Ví dụ 6: Giải phương trình: Giải: Điều kiện: Viết lại phương trình dưới dạng : (1) Xét hàm số: với t > 0 Hàm số luôn đồng biến trên khoảng . Khi đó: phương trình (1) Vậy phương trình có hai nghiệm x=2 và x=4. Ví dụ 7: Giải phương trình: 8log2(x2 - x + 5) = 3(x2 - x + 5) (7) Giải: Với phương trình này ta chưa thể có hàm số giống như các ví dụ trên mà ta phải biến đổi để tìm được hàm số mà ta muốn xét. TXĐ: D = Trên D PT (7) ( do > e > 0 ) Đặt t = với t > e, thì phương trình trên trở thành: Xét hàm số: , với t > e Ta có e Từ đó, vế trái của phương trình f (t) = là hàm nghịch biến t > e; vế phải là hằng số. Do đó phương trình nếu có nghiệm thì đó là nghiệm duy nhất. Mặt khác Phương trình (2) có nghiệm duy nhất t = 8 Với t = 8 ta có x = ; x = Vậy phương trình đã cho có 2 nghiệm x = ; x = Ví dụ 8: Giải phương trình: (8) Giải: Tương tự như ví dụ trên đối với phương trình này ta cũng cần biến đổi để xuất hiện hàm số cần xét. TXĐ: D = (8) Xét hàm số với t t f(t) là hàm số đồng biến trên Mặt khác (8) f(x - 1) = f(x2 - x) x - 1 = x2 - x x2 - 2x + 1 = 0 x = 1 Vậy phương trình đã cho có nghiệm duy nhất x = 1 Nhận xét: Trong nhiều trường hợp ta giải PT: f’(x) = 0 có 1 nghiệm đơn (hoặc nghiệm bội lẻ) và f’’(x) > 0 (hoặc f”(x) < 0) thì phương trình f(x) = 0 nếu có nghiệm sẽ có tối đa hai nghiệm. (giáo viên vẽ hình minh họa cho học sinh dễ tư duy). Ví dụ: Giải các phương trình sau: a. 2x + 3x = 3x + 2 b. BÀI TẬP TƯƠNG TỰ Giải phương trình sau: 1. 2. 2x + 3x = 3x + 2 3. 4. 5. 6. log5(2x + 1) = log3(x+1) 7. 8. 9. Bài toán 2. Ứng dụng tính đơn điệu của hàm số để giải bất phương trình. Ví dụ 1: Giải bất phương trình sau: (1) Giải: Điều kiện: x Xét hàm số: f(x) = với x D Ta cũng nhận thấy f(x) là hàm số đồng biến trên D (vì f’(x) > 0 x (2;4)) Lại có: f(3) = 3; do đó, kết hợp với điều kiện. Vậy tập nghiệm là: T = ( 3 ; +) = Ví dụ 2: Giải bất phương trình sau: (2) Giải: Điều kiện: x BPT (2) Xét hàm số : là hàm số đồng biến trên . Khi đó : (2) Vậy bất phương trình nghiệm đúng với mọi x. Ví dụ 3: Giải bất phương trình sau: (3) Giải Điều kiện xác định của bất phương trình là Bất phương trình được viết lại thành Nhận thấy x = - 2 là nghiệm của bất phương trình trên Xét f(x) là hàm số đồng biến trên (-2; 4) Mặt khác: So với điều kiện ta có nghiệm của bất phương trình là Ví dụ 4: Giải bất phương trình sau: (4) Giải: Điều kiện : x>-1 Các hàm số và là các hàm số đồng biến trên khoảng , nên hàm số là hàm số đồng biến trên khoảng . Mặt khác vậy (1) . Vậy nghiệm của bất phương trình là x > 0. Ví dụ 5: Giải bất phương trình sau: (5) Giải: Điều kiện: . Vậy TXĐ: D = (5) Xét hàm số , thấy ngay hàm số đồng biến trên D. Vậy trên D; (2) x = 1 hoặc x 3. Vậy nghiệm của bất phương trình là x = 1 và x 3. Ví dụ 6: Giải bất phương trình: (6) (Đề thi HSG cấp tỉnh Lào Cai năm 2012-2013) Giải. Điều kiện: Biến đổi bất phương trình(6) Xét hàm số . Ta thấy hàm số đồng biến trên Từ Kết hợp với điều kiện, ta có nghiệm của bất phương trình (9) là . Bài tập tương tự Giải các bất phương trình sau 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Bài toán 3: Ứng dụng tính đơn điệu của hàm số để giải hệ phương trình, hệ bất phương trình. Ví dụ 1: Giải hệ phương trình: Giải: Điều kiện xác định của hệ phương trình Xét hàm số f(t) là hàm số đồng biến trên mỗi khoảng Mặt khác: Ta được hệ phương trình như sau Kết luận: Hệ phương trình có 3 nghiệm . Nhận xét: Đối với hệ phương trình nhiều ẩn số ta tìm cách biến đổi làm xuất hiện các phương trình giải được bằng phương pháp hàm số để đưa về mối quan hệ giữa các ẩn số đơn giản hơn rồi tuỳ từng trường hợp tìm ra cách giải tiếp. Ví dụ 2: Giải hệ phương trình: Giải: điều kiện : Xét hàm số: , t 0, ta thấy f’(t) > 0, t > 0, do vậy hàm số f(t) đồng biến trên Thay vào (2.2) ta có: Vậy hệ có 2 nghiệm (1; 0) và (0; -1) Ví dụ 3: Giải hệ phương trình: Giải: Điều kiện xác định của hệ phương trình Nhận thấy x = -3, y = 10 không là nghiệm của hệ phương trình Trừ hai vế của hệ cho nhau ta được phương trình Xét hàm số trên (-3; 10) f(t) là hàm số đồng biến trên (-3; 10) Ta được hệ phương trình như sau Kết luận: x = y = 1 là nghiệm duy nhất của hệ phương trình. Ví dụ 4: Giải hệ phương trình: Giải: Điều kiện . Hệ đã cho trở thành: Xét hàm số: . Suy ra hàm số đồng biến trên . Vậy trên , phương trình (4) được viết dưới dạng . Hệ đã cho trở thành Giải (4.1): Ta đoán được x=1 là một nghiệm của (4.1), mặt khác dễ nhận thấy phương trình (4.1) có vế trái là hàm số đồng biến, vế phải là hàm số nghịch biến. Vậy x=1 là nghiệm duy nhất của PT (4.1), Vậy hệ đã cho có nghiệm duy nhất x=y=1. Ví dụ 5: Giải hệ phương trình sau . (I) Giải Điều kiện: . Ta có (I) Từ phương trình : (I’) Ta thấy hàm số là hàm đồng biến trên Xét hàm số với miền xác định Ta thấy nên hàm số nghich biến trên D. Từ (I’) ta thấy là nghiệm của phương trình và đó là nghiệm duy nhất. Vậy hệ có nghiệm . Nhận xét: Ví dụ 5 giúp cho học sinh khỏi nhầm lẫn là khi giải hệ lúc nào cũng đưa được về dạng f(u) = f(v) u = v để thế. Ví dụ 6: Giải hệ phương trình sau: (I) (ĐH 2012A). Giải: Hệ (I) Đặt: hệ thành do nên , khi đó Xét hàm số: có , Hàm số f(t) nghịch biến trên [-1; 1], Với v=0 ta có u = 1 Với v = -1 ta có u = 0 Hệ có nghiệm là: Nhận xét: Ví dụ này đã khó hơn rất nhiều,yêu cầu học sinh phải tư duy cao hơn vì hàm số không thể thấy ngay được từ đề bài mà còn phải biến đổi thông qua một phép đặt ẩn phụ. Và miền xác định cũng phải nhận xét từ phương trình thứ hai. Do vậy cần nhấn mạnh cho học sinh sau khi xác định hàm số cần tìm ngay miền xác định của hàm. Ví dụ 7: Giải hệ phương trình sau: (5) (hệ hoán vị vòng quanh) Giải Xét hàm số Lúc đó hệ có dạng: . Miền xác định: Ta thấy nên hàm số đồng biến trên Ta giả sử là nghiệm của hệ và khi đó ta suy ra: . Vậy . Thay vào hệ ta có: (5.1) Ta thấy là nghiệm duy nhất của phương trình. Vậy hệ có nghiệm Ví dụ 8: Giải hệ bất phương trình sau: Giải: Giải (6.1): (6.1) Giải (6. 2): xét hàm số : trên (1;4) Có , Mặt khác , vậy Vậy nghiệm của hệ là 1 < x < 4. Nhận xét: Đối với giải hệ bất phương trình có 1 ẩn số ta có thể dùng phương pháp hàm số để giải từng phương trình hay bất phương trình của hệ rồi kết hợp các tập nghiệm tìm được để đưa ra kết luận về nghiệm cho hệ bất phương trình. BÀI TẬP ÁP DỤNG Giải các hệ phương trình sau 1. 2. 3. Tìm các số x ,y thoả mãn hệ : 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Bài toán 4: Ứng dụng tính đơn điệu của hàm số để giải PT, BPT, HPT, HBPT có chứa tham số. Ví dụ 1: Biện luận theo m số nghiệm của phương trình sau: (1) Giải: Điều kiện: , kí hiệu D = Trên D; (1) Xét hàm số f(x) = với x D Ta có: f’(x) = Trên D ta có: f’(x) > 0 > 0 x > 3; f’(x) < 0 < 0 x < 1 Từ đó, ta có bảng biến thiên: x - 1 3 + + + f’(x) - + f(x) Số nghiệm của phương trình (1) là số giao điểm của đồ thị hàm số y = f(x) và đường thẳng y = m. Dựa vào bảng biến thiên ta có kết quả biện luận sau: - Nếu m < , đường thẳng y = m không cắt đồ thị hàm số y = f(x), do đó phương trình (1) vô nghiệm. - Nếu m < , đường thẳng y = m cắt đồ thị hàm số y = f(x) tại 1 điểm, do đó phương trình (1) có 1 nghiệm. - Nếu m , đường thẳng y = m cắt đồ thị hàm số y = f(x) tại 2 điểm, do đó phương trình (1) có 2 nghiệm. Nhận xét: - Khi xét dấu của f’(x) trong trương hợp này không có giá trị nào của x để f’(x)=0, nhưng tồn tại x D sao cho f’(x) không xác định nên ta cần xét dấu f’(x)qua mỗi khoảng xác định của nó để kết luận. Giáo viên cần nhấn mạnh điều này vì học sinh dễ nhầm f’(x) = 0 vô nghiệm thì f’(x) chỉ mang một dấu. - Bài tập này ta có thể giải bằng phương pháp thông thường. Tuy nhiên, nếu giải bằng phương pháp đó, ta phải kiểm tra điều kiện của ẩn số rất phức tạp. Ta sẽ giải bài này bằng cách sử dụng hàm số. - Thu hẹp bài toán lại như tìm điều kiện m để phương trình có nghiệm hay có n nghiệm ta cũng làm tương tự, đây cũng chính là một cách giải của bài toán về sự tương giao của hai đường hay là một phần của bài toán tìm điều kiện của tham số để hàm số đã cho đồng biến (nghịch biến) trên khoảng đoạn nào đó trong bài toán liên quan của chương ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ hàm số. Ví dụ 1.1: Tìm m để đồ thị hàm số cắt trục hoành tại một điẻm duy nhất, biết: a) b) Ví dụ 1.2: a) Tìm m để hàm số đồng biến trong khoảng . b) Cho hàm số . Với giá trị nào của m thì hàm số đồng biến trên khoảng Ví dụ 2: Tìm m để phương trình sau có nghiệm: (2) (m - tham số) Giải: (2) = x - 3 Phương trình (1) có nghiệm phương trình (2) có nghiệm thoả mãn x 3 Ở bài này ta có thể sử dụng phương pháp tam thức bậc hai để giải. Tuy nhiên ta sẽ sử dụng hàm số để giải bài này. Xét phương trình (2.1) : Đặt f(x) = với x 3 Ta có: f’(x) = f’(x) = 0 Ta có bảng biến thiên: x - 3 4 + f’(x) 4 + 3 - 0 + f(x) Dựa vào bảng biến thiên ta thấy: Phương trình (2) có nghiệm x 3 m 3 Vậy phương trình (2) có nghiệm m 3. Ví dụ 3: Tìm m để hệ sau có nghiệm: (m - tham số) Giải: Giải (3.1): x Xét (3.2): (3.2) 3mx < - x3 - 1 Nhận thấy x = 0 không là nghiệm của hệ; do đó ta có hệ BPT đã cho tương đương với: hoặc: Đặt f(x) = với x D = Khi đó: f’(x) = , f’(x) = 0 = 0 x = Ta có bảng biến thiên: x - -1 0 + f’(x) ++ + +0 +- + + f(x) Từ đó ta có: Hệ (I) có nghiệm m > 0 ; Hệ (II) có nghiệm m < Vậy hệ đã cho có nghiệm Nhận xét: - Ta giải BPT (3.1) để lấy điều kiện. Như vậy việc giải hệ BPT quay về việc giải BPT sao cho no có nghiệm thuộc khoảng đã tìm ra ở BPT (3.1) - Cái hay của phương pháp này là việc tìm điều kiện đơn giản còn trong một số bài tập giải bằng phương pháp đặt ẩn phụ, ta phải tìm điều kiện của ẩn phụ. Tuy nhiên, việc tìm điều kiện đó gặp không ít khó khăn. Ta xét ví dụ sau: Ví dụ 4: Cho bất phương trình: mx - m + 1 (4.1) (m - tham số) a. Tìm m để bất phương trình có nghiệm. b. Tìm m để bất phương trình nghiệm đúng . Giải: Điều kiện: , kí hiệu: D = Trên D, (1)m(x - 1) + 1 m ,(vì: x D nên x-1> 0) Đặt f(x) = với x D Khi đó: f’(x) = , f’(x) = 0 = 0 x = 7 - 2 Ta có bảng biến thiên: X - 3 7 - 2 7 + f’(x) + 0 - - f(x) Dựa vào bảng biến thiên ta có: a. Bất phương trình có nghiệm m m b. Bất phương trình nghiệm đúng m m BÀI TÂP ÁP DỤNG Bài 1: Tìm m để bất phương trình sau có nghiệm: Bài 2: Cho phương trình: a. Giải phương trình với m = 3 b. Tìm m để phương trình có nghiệm c. Tìm m để phương trình có nghiệm x d. Tìm m để phương trình có nghiệm x . Bài 3: Cho bất phương trình: Tìm m để bất phương trình trên có nghiệm mà mọi nghiệm của bất phương trình đó đều không thuộc tập xác định của hàm số: y = Bài 4: Tìm m để hệ phương trình có nghiệm Bài toán 5: Ứng dụng tính đơn điệu của hàm số để chứng minh bất đẳng thức và tìm max, min của hàm số. Ví dụ 1: Tìm GTLN, GTNN của hàm số sau: y = trên đoạn [1; ] Giải: Xét trên đoạn [1; ] ta có: y’ = y’= 0 có y(0) = 0 y() = y() = Vậy : Ví dụ 2: Cho các x, y là các số thực thay đổi, Tìm GTNN của biểu thức A = + + Giải: Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, ta xét 2 điểm M(x -1, -y) và N(x+ 1, y). Vì
Tài liệu đính kèm: