a Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số C b Tìm trên C những điểm M sao cho tiếp tuyến tại M của C cắt hai tiệm cận của C tại A, B sao cho AB ngắn nhất Bài 10.. Phương pháp:
Trang 1Đề cương toán THPT 2016
CHUYÊN ĐỀ 1
KHẢO SÁT HÀM SỐ VÀ CÁC BÀI TỐN LIÊN QUAN
1 Chủ đề 1: Bài tốn về tiếp tuyến
1.1 Dạng 1: Tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại một điểm M( ,x y0 0)( ) :C y f x( )
* Tính y' f x'( ) ; tính k f x'( )0 (hệ số gĩc của tiếp tuyến)
* Tiếp tuyến của đồ thị hàm số y f x( ) tại điểm M x y cĩ phương trình 0; 0
b) Tại điểm cĩ hồnh độ x = 2
c) Tại điểm cĩ tung độ y =5
Ta cĩ y’(0) = -3
Do đĩ phương trình tiếp tuyến là: y 5 3(x0)hay y = -3x +5
+) Phương trình tiếp tuyến tại của (C) tại điểm ( 3;5)
2
Do đĩ phương trình tiếp tuyến là: y 5 6(x 3) hay y6x6 3 5
+) Tương tự phương trình tiếp tuyến của (C) tại ( 3;5) là: y6x6 3 5
Ví dụ 2: Cho đồ thị (C) của hàm số yx32x22x 4
a) Viết phương trình tiếp tuyến với (C) tại giao điểm của (C) với trục hồnh
b) Viết phương trình tiếp tuyến với (C) tại giao điểm của (C) với trục tung
c) Viết phương trình tiếp tuyến với (C) tại điểm x0 thỏa mãn y”(x0) = 0
Trang 2Đề cương toán THPT 2016
Giải:
Ta cĩ y'3x24x Gọi 2 M x y là tiếp điểm thì tiếp tuyến cĩ phương trình: 0; 0
yy y x xx y y x xx y
a) Khi M ( )C Ox thì y0 = 0 và x0 là nghiệm phương trình:
x32x22x 4 0 x ; y’(2) = 6, thay các giá trị đã biết vào (1) ta được phương trình 2tiếp tuyến: y6(x2)
b) Khi M ( )C Oy thì x0 = 0 y0 y(0) và 4 y x'( )0 y'(0)2, thay các giá trị đã biết vào (1) ta được phương trình tiếp tuyến: y2x 4
c) Khi x0 là nghiệm phương trình y”= 0 Ta cĩ: y” = 6x – 4
a) Viết phương trình tiếp tuyến d với (C) tai điểm cĩ hồnh độ x=2
b)Tiếp tuyến d cắt lại đồ thị (C) tại điểm N, tìm tọa độ của điểm N
Giải a) Tiếp tuyến d tại điểm M của đồ thị (C) cĩ hồnh độ x0 2 y0 3
Vậy phương trình tiếp tuyến d tại điểm M của đồ thị (C) là y9x15
b) Giả sử tiếp tuyến d cắt (C) tại N
Ví dụ 4: Cho hàm số y x33x1 ( )C và điểm A x y (C), tiếp tuyến của đồ thị (C) tại ( ,0 0)điểm A cắt (C) tại điểm B khác điểm A tìm hồnh độ điểm B theo x 0
Trang 3Đề cương toán THPT 2016
0 0 0
Khi đĩ tiếp tuyến tại M cĩ hệ số gĩc k 0 y x'( 0) y'(2) 1
Vậy tiếp tuyến d của đồ thị (C) tại điểm 2
Trang 4Đề cương toán THPT 2016
+ Tại tiếp điểm M1(0; -2) thì y’(0) = -3 nên tiếp tuyến cĩ phương trình: y 3x 2
+ Tại tiếp điểm M2(2; 4) thì y’(2) = -3 nên tiếp tuyến cĩ phương trình: y 3x10
Tĩm lại cĩ hai tiếp tuyến thỏa mãn yêu cầu bài tốn là: y 3x và 2 y 3x10
Rõ ràng tiếp tuyến song song với đường thẳng d
1.2 Dạng 2: Viết tiếp tuyến của đồ thi hàm số y f x( ) (C) khi biết trước hệ số gĩc của nĩ
+ Gọi M x y là tiếp điểm, giải phương trình ( ,0 0) f x'( 0)k xx0, y0 f x( 0)
+ Đến đây trở về dạng 1,ta dễ dàng lập được tiếp tuyến của đồ thị: yk x( x0) y0
Các dạng biểu diễn hệ số gĩc k:hoctoancapba.com
Trang 5Đề cương toán THPT 2016
*) Tiếp tuyến song song với đường thẳng (d): y = ax + b Khi đĩ hệ số gĩc k = a
*) Tiếp tuyến vuơng gĩc với đường thẳng (d): y = ax + b 1
Ví dụ 9: Cho hàm số y x33x2 (C) Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C) biết hệ số gĩc
của tiếp tuyến k = -3
Giải:
Ta cĩ: y'3x26x
Gọi M x y là tiếp điểm Tiếp tuyến tại M cĩ hệ số gĩc ( ;0 0) k f x'( )0 3x026x0
Theo giả thiết, hệ số gĩc của tiếp tuyến k = - 3 nên: 3x02 6x0 3 x022x0 1 0 x0 1
Vì x0 1 y0 2 M(1; 2)
Phương trình tiếp tuyến cần tìm là y 3(x1) 2 y 3x 1
Ví dụ 10: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số yx33x2 (C) Biết tiếp tuyến đĩ 1
song song với đường thẳng y = 9x + 6
Giải:
Ta cĩ: y'3x26x
Gọi M x y là tiếp điểm Tiếp tuyến tại M cĩ hệ số gĩc ( ;0 0) k f x'( )0 3x026x0
Theo giả thiết, tiếp tuyến đĩ song song với đường thẳng y = 9x + +6 tiếp tuyến cĩ hệ số gĩc k
Phương trình tiếp tuyến của (C) tại M(3;1) là: y9(x3) 1 y9x26
Ví dụ 11: Cho hàm số yx33x (C) Viết phương trình tiếp tuyến của (C) biết tiếp tuyến 2
đĩ vuơng gĩc với đường thẳng 1
9
y x Giải:
Ta cĩ y'3x2 Do tiếp tuyến của (C) biết tiếp tuyến đĩ vuơng gĩc với đường thẳng 31
9
y x nên hệ số gĩc của tiếp tuyến k = 9
Trang 6Đề cương toán THPT 2016
Do đĩ y'k3x2 3 9 x2 4 x 2
+) Với x = 2 y Pttt tại điểm cĩ hồnh độ x = 2 là: 4
y x y x+) Với x 2 y Pttt tại điểm cĩ hồnh độ x = - 2 là: 0
y x x , biết tiếp tuyến vuơng gĩc với đường thẳng (d): x5y2010 0
54
y x
Ví dụ 13: Cho hàm số 2
x y x
Trang 7Đề cương toán THPT 2016
0 2
0 0
21
1
1
x x x
Với x thì 0 1 y lúc đĩ tiếp tuyến cĩ dạng y0 1 (trường hợp này loại vì tiếp tuyến đi x
qua gĩc tọa độ, nên khơng tạo thành tam giác OAB)
Với x thì 0 2 y lúc đĩ tiếp tuyến cĩ dạng 0 4 y x 2
Vậy tiếp tuyến cần tìm là y x 2
Ví dụ 14: Cho hàm số y = 2 1
1
x x
cĩ đồ thị (C)
Lập phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C) sao cho tiếp tuyến này cắt các trục Ox, Oy lần lượt tại
các điểm A và B thỏa mãn OA = 4OB
Giải
Giả sử tiếp tuyến d của (C) tại M x y( ;0 0)( )C cắt Ox tại A, Oy tại B sao cho OA4OB
tan
4
OB A OA
Hệ số gĩc của d bằng 1
4 hoặc
14
1.3 Dạng 3: Tiếp tuyến đi qua điểm
Cho đồ thị (C): y = f(x) Viết phương trình tiếp tuyến với (C) biết tiếp tuyến đi qua điểm ( ; )
A
Cách giải
+ Tiếp tuyến cĩ phương trình dạng: y f x( )0 f x'( )(0 xx0), (với x0 là hồnh độ tiếp điểm)
+ Tiếp tuyến qua A( ; ) nên f x( 0) f x'( 0)( x0) (*)
+ Giải phương trình (*) để tìm x0 rồi suy ra phương trình tiếp tuyến
Ví dụ 15: Cho đồ thị (C): y x33x , viết phương trình tiếp tuyến với (C) biết tiếp 1
tuyến đi qua điểm A(-2; -1)
Giải:
Ta cĩ: y'3x2 3
0; 0 3 0 1
x x x là tiếp điểm Hệ số gĩc của tiếp tuyến là y x'( 0)3x02 3
Phương trình tiếp tuyến với (C) tại M là : 3 2
y x x x xx
Trang 8Đề cương toán THPT 2016
qua A(-2;-1) nên ta cĩ: 3 2
1.4 Dạng 4 Một số bài tốn tiếp tuyến nâng cao
Ví dụ 16: Tìm hai điểm A, B thuộc đồ thị (C) của hàm số: yx33x sao cho tiếp 2tuyến của (C) tại A và B song song với nhau và độ dài đoạn AB = 4 2
Giải:
Gọi A a a( ; 33a2) , ( ;B b b33b2) ,a là hai điểm phân biệt trên (C) b
Ta cĩ: y'3x2 nên các tiếp tuyến với (C) tại A và B cĩ hệ số gĩc lần lượt là: 3
Tĩm lại cặp điểm A, B cần tìm cĩ tọa độ là: ( 2; 0) à (2; 4) v
Ví dụ 17: Tìm hai điểm A, B thuộc đồ thị (C) của hàm số: 2 1
1
x y x
Trang 9Đề cương toán THPT 2016
m m
Trang 10Đề cương toán THPT 2016
, biết rằng khoảng cách từ điểm I(-1; 2) đến tiếp tuyến là lớn nhất
Trang 11Đề cương toán THPT 2016
x khơng là nghiệm phương trình)
+ Tại điểm M2(-1; ) ta cĩ phương trình tiếp tuyến là: y = - x - 1: thỏa mãn song song với d
Vậy cĩ hai tiếp tuyến cần tìm cĩ phương trình là: y x 1; y x 1
Ví dụ 21: Cho hàm số 3
1
x y x
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số
b) Cho điểm M o( ;x y thuộc đồ thị (C) Tiếp tuyến của (C) tại M o o) 0 cắt các tiệm cận của (C) tại các điểm A và B Chứng minh Mo là trung điểm của đoạn thẳng AB
(C) a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số
b) Chứng minh rằng mọi tiếp tuyến của đồ thị (C) đều lập với hai đường tiệm cận một
tam giác cĩ diện tích khơng đổi
Giải
a) Tự làm
b) Giả sử M 2
;1
a a a
IA a
; IB (2a 2; 0)
IB2a 1
Trang 12Đề cương toán THPT 2016
Diện tích IAB : SIAB= 1
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số
2) Cho M là điểm bất kì trên (C) Tiếp tuyến của (C) tại M cắt các đường tiệm cận của (C) tại
A và B Gọi I là giao điểm của các đường tiệm cận Tìm tọa độ điểm M sao cho đường trịn ngoại
tiếp tam giác IAB cĩ diện tích nhỏ nhất
2
0 0
1
22
x
x x
11
3
x x
x x
Trang 13Đề cương toán THPT 2016
Khoảng cách từ I ( 1; 2) tới tiếp tuyến là
2 0
0
0 2 0
Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C), biết rằng tiếp
tuyến cách đều hai điểm A(2; 4), B(4; 2)
Giải
Gọi x0 là hồnh độ tiếp điểm (x ) 0 1
0 2
y x y x y x
Chú ý: Bài tốn này cĩ thể giải bằng cách sau: Tiếp tuyến cách đều A, B nên cĩ 2 khả năng: Tiếp
tuyến song song (trùng) AB hoặc tiếp tuyến đi qua trung điểm của AB
Ví dụ 26: Cho hàm số 2
( )1
x
x
tìm điểm M ( )C sao cho tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại
M cắt hai trục tọa độ tại A, B sao cho tam giác OAB cĩ diện tích bằng 1
( 1)
y x
Tiếp tuyến tại M cĩ dạng:
Trang 14Đề cương toán THPT 2016
2
2 0
( , 0)
00
S = 1
2 OA.OB =
4 0 2 0
(C) Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi (C), trục Oy và tiếp tuyến của (C) tại điểm cĩ hồnh độ x = 3
Bài 5 Cho hàm số y x4x2 Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C) biết tiếp tuyến 6
đĩ vuơng gĩc với đường thẳng d: 1 1
Biết tiếp tuyến đi qua điểm A(-1; 3)
Trang 15Đề cương toán THPT 2016
Bài 7 Cho hàm số: y = 2
2
x x
cĩ đồ thị (C) Viết phương trình tiếp tuyến của (C) đi qua A(-6,5)
Bài 8 Lập phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C) của hàm số y = 2x3 + 3x2 - 12x - 1 kẻ từ điểm 23
cĩ đồ thị (C)
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (C)
b) Tìm trên (C) những điểm M sao cho tiếp tuyến tại M của (C) cắt hai tiệm cận của (C) tại
A, B sao cho AB ngắn nhất
Bài 10 Cho hàm số: 1
1
x y x
Bài 11 Cho hàm số y x3 1 m x( 1) (C m).Tìm m để tiếp tuyến của (C m) tại giao điểm của
nĩ với trục tung tạo với hai trục tọa độ một tam giác cĩ diện tích bằng 8
Bài 12 Cho hàm số: 1
2( 1)
x y x
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số
b) Tìm những điểm M trên (C) sao cho tiếp tuyến với (C) tại M tạo với hai trục tọa độ một tam giác cĩ trọng tâm nằm trên đường thẳng 4x + y = 0
Bước 3: Lập bảng biến thiên Kết luận
Bước 1: Tìm TXĐ Bước 2: Tính /
Trang 16Đề cương toán THPT 2016
0
0
'( ) 0' dơi dau qua x
y x y
0)('
0
0
x y
x y
b/ Điều kiện để hàm số cĩ cực đại tại x 0 :
0 ) ( ' 0
0
x y
x y
e/ Điều kiện để hàm bậc 4 cĩ 3 cực trị: y/ = 0 cĩ 3 nghiệm phân biệt
2.1.3 Tìm điều kiện để các điểm cực trị của hàm số thỏa mãn điều kiện cho trước
Phương pháp:
Tìm điều kiện để hàm số cĩ cực trị
Biễu diễn điều kiện của bài tốn qua tọa độ các điểm cực trị của đồ thị hàm số, từ
đĩ đưa ra điều kiện của tham số
Trang 17Đề cương toán THPT 2016
Vậy hàm số đạt cực đại tại x = -1 và giá trị cực đại y CĐ 1 19
3 2
2 6
Trang 18Đề cương toán THPT 2016
* Giáo viên cần làm cho học sinh hiểu rõ thế mạnh của việc sử dụng quy tắc 1 và quy tắc 2
Chú ý: Quy tắc 1 cĩ ưu điểm là chỉ cần tính đạo hàm cấp một rồi xét dấu y’ và lập bảng
xét dấu y’, từ đĩ suy ra các điểm cực trị Nhưng quy tắc 1 cĩ nhược điểm là nĩ địi hỏi phải xét dấu y’, điều này khơng phải bao giờ cũng đơn giản
Nếu bài tốn khơng yêu cầu tìm điểm cực trị thì quy tắc 1 là hơi thừa, khi đĩ ta sử dụng quy tắc 2 Song quy tắc 2 cũng cĩ nhược điểm là nhiều khi việc tính y” là rất phức tạp, đặc biệt khi khơng
sử dụng được trong trường hợp f x,( 0)= f,,(x0)=0
Quy tắc 1 thường được dùng cho các hàm đa thức, hàm phân thức và tích các lũy thừa Quy tắc 2 thường được sử dụng cho các hàm lượng giác
Ví dụ 4: Cho hàm số: yx33(m1)x29xm, với m là tham số thực.Xác định m để hàm số
đã cho đạt cực trị tại x x sao cho 1, 2 x1x2 2
Giải
Ta cĩ y'3x2 6(m1)x9
Hàm số cĩ cực đại, cực tiểu x1, x2 PT y’ = 0 cĩ hai nghiệm phân biệt là x1, x2
x22(m1)x cĩ hai nghiệm phân biệt là 3 0 x x 1, 2
' (m1)2 3 0 m 1 3 m 1 3 (1)
Theo đề ta cĩ: x1x2 2x1x224x x1 2 4 (*)
Theo định lý Viet ta cĩ: x x 2(m1); x x 3
Trang 19Đề cương toán THPT 2016
Trang 20Đề cương toán THPT 2016 Giải
Giả sử hàm số cĩ hai điểm cực trị là: A(0; 4m3), B(2m; 0) AB(2 ; 4m m3)
Trung điểm của đoạn AB là I(m; 2m3)
Điều kiện để AB đối xứng nhau qua đường thẳng y = x là AB vuơng gĩc với đường thẳng y = x và
I thuộc đường thẳng y = x
3 3
cĩ 2 nhiệm phân biệt 1 0, m
Khi đĩ, điểm cực đại (A m1; 22 )m và điểm cực tiểu B m( 1; 2 2 )m
A B m m C m m Do đĩ nếu ba điểm cực trị tạo thành một tam giác vuơng cân, thì đỉnh sẽ là A
Trang 21Đề cương toán THPT 2016
Do tính chất của hàm số trùng phương, tam giác ABC đã là tam giác cân rồi, cho nên để thỏa mãn điều kiện tam giác là vuơng, thì AB vuơng gĩc với AC
+) Tọa độ ba điểm cực trị: A(0 ; 1), B(- m ; 1 – m4), C(m ; 1 – m4) ;
+) CM tam giác ABC cân đỉnh A Tọa độ trung điểm I của BC là I(0 ; 1 – m4)
Ví dụ 12 Cho hàm số yx42mx2 (1) Tìm các giá trị của tham số m để đồ thi hàm số (1) 1
cĩ ba điểm cực trị và đường trịn đi qua ba điểm này cĩ bán kính bằng 1
phương trình y’ = 0 cĩ 3 nghiệm phân biệt m > 0
Khi m > 0, đồ thị hàm số (1) cĩ 3 điểm cực trị là
Gọi I là tâm và R là bán kính của đường trịn đi qua 3 điểm A, B, C
Vì 2 điểm A, B đối xứng qua trục tung nên I nằm trên trục tung
hoặc I(0 ; 2)
* Với I O(0 ; 0)
Trang 22Đề cương toán THPT 2016
01
Phương trình (*) vơ nghiệm khi m > 0
Vậy bài tốn thỏa mãn khi m = 1 và m = 1 5
2
Ví dụ 13 Cho hàm số yx42mx2m (1), với m là tham số thực Xác định m để hàm số 1(1) cĩ ba điểm cực trị, đồng thời các điểm cực trị của đồ thị tạo thành một tam giác cĩ bán kính đường trịn ngoại tiếp bằng 1
12
b) Tìm m để hàm số cĩ hai cực trị trên 0;
c) Tìm m để đồ thị hàm số cĩ hai điểm cực trị nằm về hai phía trục tung
d) Tìm m để đồ thị hàm số cĩ hai điểm cực trị nằm về hai phía trục hồnh
Trang 23Đề cương toán THPT 2016
y x m x mx cĩ hai điểm cực trị A và B sao cho
đường thẳng AB vuơng gĩc với đường
Bài 8 Tìm m để đồ thị hàm số yx33mx23m3 cĩ hai điểm cực trị A và B sao cho tam giác OAB cĩ diện tích bằng 48
Bài 9 Cho hàm số yx33mx24m3 (1), với m là tham số thực Tìm m để đồ thị hàm số (1)
cĩ hai điểm cực trị A và B sao cho OA2OB2 20
Bài 10 Cho hàm số 1 3 2
3
y x x x (1)
1 Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1)
2 Gọi A, B lần lượt là các điểm cực đại, cực tiểu của đồ thị hàm số (1) Tìm điểm M thuộc trục hồnh sao cho tam giác MAB cĩ diện tích bằng 2
Bài 14 Cho hàm số y = 2x3 + 9mx2 + 12m2x + 1, trong đĩ m là tham số.Tìm tất cả các giá trị
Trang 24Đề cương toán THPT 2016
của m để hàm số cĩ cực đại tại xCĐ, cực tiểu tại xCT thỏa mãn: x2CĐ= xCT
yx x m x m C Tìm m để hàm số cĩ cực đại, cực tiểu, đồng thời các điểm cực đại và cực tiểu cùng với gốc tọa độ O tạo thành một tam giác cĩ diện tích bằng 4
Bài 16 Cho hàm số yx33x23(1m x2) 2m22m (m là tham số)Tìm tất cả các giá 1
trị của tham số thực m để hàm số đã cho cĩ cực đại, cực tiểu; đồng thời hai điểm cực trị của đồ thị
hàm số đối xứng nhau qua đường thẳng d x: 4y 5 0
2
yx m x m x (1), m là tham số
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số (1) khi m 2
b) Tìm m 0để đồ thị hàm số (1) cĩ giá trị cực đại, giá trị cực tiểu lần lượt là y CĐ,y CT thỏa mãn 2y CĐ y CT 4
Bài 23 Cho hàm số yx42(m1)x2m (1), m là tham số
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số (1) khi m = 1
b) Tìm m để đồ thị hàm số (1) cĩ ba điểm cực trị A, B, C sao cho OA = BC, O là gốc tọa
độ, A là cực trị thuộc trục tung, B và C là hai điểm cực trị cịn lại
Bài 24 Cho hàm số y x42mx2 cĩ đồ thị 4 C m (m là tham số thực)
Tìm tất cả các giá trị của m để các điểm cực trị của đồ thị C mnằm trên các trục tọa độ
yx m x m m , m là tham số thực
Tìm m để đồ thị hàm số 1 cĩ ba điểm cực trị lập thành một tam giác cĩ diện tích bằng 1
Bài 26 Cho hàm số y x42mx22m (1), m là tham số 1
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số (1) khi m 2
b) Tìm m để ĐTHS (1) cĩ ba điểm cực trị nằm trên một đường trịn cĩ bán kính bằng 1
Trang 25Đề cương toán THPT 2016 Bài 27 Cho hàm số 4 2
b) Xác định tham số m để hàm số cĩ 3 cực trị tạo thành 3 đỉnh của một tam giác đều
Bài 28 Cho hàm số yx42m x2 2m41(1).Tìm m để đồ thị của hàm số (1) cĩ ba điểm cực trị A B C sao cho các điểm , ,, , A B C và điểm O nằm trên một đường trịn, trong đĩ O là gốc tọa
độ
yx m x m m , m là tham số thực
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m 1
b) Tìm m để đồ thị hàm số 1 cĩ ba điểm cực trị lập thành một tam giác cĩ diện tích bằng
32
Bài 30 Cho hàm số yx42mx2m cĩ đồ thị 1 C m.Tìm các giá trị thực của tham số m để
đồ thị C m cĩ ba điểm cực trị nằm trên đường trịn cĩ bán kính bằng 1
Bài 31 Cho hàm số 1 4 2
3
y x mx , với m là tham số Tìm m để đồ thị của hàm số (1)
cĩ ba điểm cực trị tạo thành một tam giác cĩ tâm đường trịn ngoại tiếp trùng với gốc tọa độ
Bài 32 Cho hàm số 4 2 2
y f x x m x m m a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C ) hàm số với m = 1
b) Tìm các giá trị của m để đồ thị hàm số cĩ các điểm cực đại, cực tiểu tạo thành 1 tam giác vuơng cân
3 Chủ đề 3: Bài tốn tương giao
3.1 Kiến thức cơ bản
3.1.1 Bài tốn tương giao tổng quát:
Cho hai đồ thị hàm số: y = f(x, m) và y = g(x,m) Hồnh độ giao điểm của hai đồ thị là nghiệm của phương trình
f(x, m) = g(x,m) (1)
Nhận xét: Số nghiệm của (1) chính là số giao điểm của hai đồ thị hàm số
Sau đĩ lập phương trình tương giao của d và (C)
3.1.2 Bài tốn cơ bản:
Cho hai đồ thị hàm số: y = f(x, m) và d: y =ax+b
Hồnh độ giao điểm của hai đồ thị là nghiệm của phương trình f(x,m) = ax+b (1)
Trang 26Đề cương toán THPT 2016
+ Nếu (1) dẫn đên một phương trình bậc hai, ta cĩ thể sử dụng định lý Viet
Phương pháp nhẩm nghiệm hữu tỷ
Cho phương trình: f x( )a x n na n1x n1 a x1 a0 0
Nếu phương trình cĩ nghiệm hữu tỷ p
x q
(p, q)=1 thì q a và \ n p a \ 0
Phương pháp hàm số
Chuyển phương trình hồnh độ tương giao về: g(x) = m
Khi đĩ số nghiệm chính là số giao điểm của đồ thị y = g(x) và đường thẳng y = m
Hàm số đồng biến trên (0 ; 2); hàm số nghịch biến trên (; 0) và (2; )
Hàm số đạt cực đại tại x = 2, yCĐ = 3; hàm số đạt cực tiểu tại x = 0, yCT = -1
Đồ thị: Điểm đặc biệt: (0;-1), (-1; 3), (3; -1), (1; 1)
Trang 27Đề cương toán THPT 2016
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số (C)
b) Dựa vào đồ thị (C) tìm m để phương trình x43x2 m cĩ 4 nghiệm phân biệt 0
Trang 28Đề cương toán THPT 2016
Dựa vào đồ thị, phương trình cĩ 4 nghiệm phân biệt 1 1 13 0 9
cĩ đồ thị (C)
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C)
b) Chứng minh rằng với mọi giá trị của m, đường thẳng y = x – m luơn cắt đồ thị (C) tại hai điểm phân biệt
cĩ ba nghiệm phân biệt g(x) = x2 – 4x + 4 – k = 0 cĩ hai
Với điều kiện: (*) thì d cắt (C) tại ba điểm phân biệt A, B, C.Với A(-1;0), do đĩ B,C cĩ hồnh độ
là hai nghiệm của phương trình g(x) = 0
Trang 29Đề cương toán THPT 2016
Gọi B x y 1; 1;C x y 2; 2với x x là hai nghiệm của phương trình: 1; 2 x24x 4 k Cịn 0
k
Vậy theo giả thiết:
3 2
Chứng tỏ với mọi m d luơn cắt (C) tại hai điểm phân biệt A, B
Gọi A x 1; 2 x1m B x ; 2; 2 x2m Với: x x là hai nghiệm của phương trình (1) 1, 2
Ta cĩ ABx2x1; 2x1 x2 AB x2x124x2x12 x2x1 5
Gọi H là hình chiếu vuơng gĩc của O trên d, thì khoảng cách từ O đến d là h:
C cĩ hồnh độ khác khơng ; M(1;3) )
Giải
Đồ thị (1) cắt d tại ba điểm A, B, C cĩ hồnh độ là nghiệm của phương trình:
Trang 30Đề cương toán THPT 2016
- Theo giả thiết: S = 4 x2x1 4; 2 ' 4;m2m 2 4 m2 m 6 0
Kết luận: với m thỏa mãn: m 2 m 3 m (chọn) 3
Hàm số là chẵn nên hình phẳng trong bài tốn nhận Oy làm trục
đối xứng Khi đĩ đồ thị cĩ dạng như hình bên
Bài tốn thỏa mãn
Trang 31Đề cương toán THPT 2016
Trang 32Đề cương toán THPT 2016
Trang 33Đề cương toán THPT 2016
m m
0
m m
Bài 1 (Cho hàm số y x33(m1)x23mx và đường thẳng 2 d y: 5x Tìm m để đường 1
thẳng d cắt đồ thị (C) tại ba điểm phân biệt
a) cĩ hồnh độ dương
b) cĩ hồnh độ lớn hơn 2
c) cĩ hồnh độ x x x thỏa mãn 1; 2; 3 x12x22x32 21
Bài 2 Cho hàm số yx33mx23x3m và đường thẳng 2 d y: 5x Tìm m để đường 1
thẳng d cắt đồ thị (C) tại ba điểm phân biệt
a) cĩ hồnh độ lớn hơn –1
b) cĩ hồnh độ x x x thỏa mãn 1; 2; 3 x12x22 x32 15
Bài 3 Cho hàm số yx33mx2 (m1)xm và đường thẳng 1 d y: 2xm Tìm m để 1
đường thẳng d cắt đồ thị (C) tại ba điểm phân biệt cĩ hồnh độ lớn hơn hoặc bằng 1
Bài 4 Cho hàm số yx33mx23(m21)x(m21)
Tìm m để đồ thị (C) cắt Ox tại ba điểm phân biệt cĩ hồnh độ dương
Bài 5 Cho hàm số y = 2x3 – 3x2– 1, cĩ đồ thị là (C) Gọi (d k ) là đường thẳng đi qua A(0; –1) và
cĩ hệ số gĩc bằng k Tìm k để đường thẳng d k cắt (C) tại
a) 3 điểm phân biệt
b) 3 điểm phân biệt, trong đĩ hai điểm cĩ hồnh độ dương
Bài 6 Cho hàm số y = x3 + 2mx2 + (m + 3)x + 4, cĩ đồ thị (Cm)
a) Khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 1
b) Cho d là đường thẳng cĩ phương trình y = x + 4 và điểm K(1 ; 3) Tìm m để d cắt (Cm)
tại ba điểm phân biệt A(0 ; 4), B, Csao cho tam giác KBC cĩ diện tích bằng 8 2
Bài 7 Cho hàm số yx32mx23(m1)x (1), m là tham số thực 2
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số khi m 0
b) Tìm m để đồ thị hàm số cắt đường thẳng : y tại 3 điểm phân biệt (0; 2)x 2 A ; B;
C sao cho tam giác MBC cĩ diện tích 2 2 , với M(3;1)
Bài 8 Cho hàm số y x36x29x cĩ đồ thị là (C) và hai điểm A( 1;3), B(1; 1)3
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số
b) Tìm các điểm M thuộc (C) sao cho tam giác ABM cân tại M
Bài 9 Cho hàm số: yx33x 1
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số
Trang 34Đề cương toán THPT 2016
b) Viết phương trình đường thẳng d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt A, M, N sao cho x và A 2
2 2
MN
Bài 10 Cho hàm số yx33x2
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho
b) Gọi A, B là hai điểm cực trị của đồ thị (C) Tìm tọa độ các điểm M thuộc (C) sao cho tam giác MAB cân tại M
cắt (C) tại ba điểm phân biệt A, B, C sao cho A
cố định và diện tích tam giác OBC gấp hai lần diện tích tam giác OAB
Bài 12 Cho hàm số yx32mx2(m3)x cĩ đồ thị là (C4 m).Tìm m để đường thẳng (d): y
= x + 4 cắt (Cm) tại ba điểm phân biệt A(0; 4), B, C sao cho SBCD 2 2 với D(1; 3)
yx x m x cĩ đồ thị C m với m là tham số a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số (1) khi m 1
b) Tìm m để đường thẳng d :yx cắt đồ thị 1 C m tại 3 điểm phân biệt P0,1 , M N,
sao cho bán kính đường trịn ngoại tiếp tam giác OMN bằng 5 2
Bài 15 Cho hàm số y = x3 + 3x2 + mx + 1 cĩ đồ thị là (C m ); (m là tham số) Xác định m để (C m)
cắt đường thẳng y = 1 tại ba điểm phân biệt C(0;1), D, E sao cho các tiếp tuyến của (C m ) tại D và
E vuơng gĩc với nhau
Bài 16 Cho hàm số y = x3- (m+1)x2 + (m - 1)x + 1Chứng tỏ rằng với mọi giá trị khác 0 của m,
đồ thị của hàm số cắt trục hồnh tại ba điểm phân biệt A, B, C trong đĩ B, C cĩ hồnh độ phụ
thuộc tham số m Tìm giá trị của m để các tiếp tuyến tại B, C song song với nhau
Bài 17 Cho hàm số 4 2
yx m x m cĩ đồ thị là (Cm), m là tham số
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số khi m = 0
b) Tìm m để đồ thị (Cm) cắt trục hồnh tại 3 điểm phân biệt đều cĩ hồnh độ nhỏ hơn 3
Bài 18 Cho y =x4 -2(m+1)x2 +2m+1Tìm m để đồ thị hàm số cắt trục hồnh tại 4 điểm phân biệt
cĩ hồnh độ lập thành cấp số cộng
Bài 19 Cho hàm số: 2 3
2
x y x
cĩ đồ thị ( C )
Trang 35Đề cương toán THPT 2016
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị ( C )
b)Xác định m để đường thẳng (d): y xm cắt đồ thị (C) tại hai điểm phân biệt A, B sao cho tam giác OAB cĩ diện tích bằng 2 3 (với O là gốc tọa độ)
Bài 20 (KB-2010) Cho hàm số: y = 2 1
1
x x
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị ( C )
b) Tìm m để đường thẳng y = -2x + m cắt đồ thị (C) tại hai điểm phân biệt A, B sao cho tam giác OAB cĩ diện tích bằng 3 (O là gốc tọa độ)
cĩ đồ thị (C)
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số
b) Tìm m để đường thẳng yxmcắt (C) tại hai điểm A, B sao cho AB 4
Bài 23 Cho hàm số 2 1
2
x y x
cĩ đồ thị là (C)
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số
b) Tìm m để đường thẳng (d): y = mx+3 cắt (C) tại hai điểm phân biệt A, B sao cho tam
giác OAB vuơng tại O
Bài 25 Cho hàm số 2
x y x
( C ) a) Khảo sát và vẽ đồ thị ( C ) của hàm số
b) Tìm m để (dm) cắt (C) tại hai điểm phân biệt thuộc cùng một nhánh của (C)
Bài 26 Cho hàm số y = 2 4
2
x x
(1) Tìm m để đường thẳng dm: y = mx + 2 - 2m cắt đồ thị của hàm số (1) tại hai điểm phân biệt thuộc hai nhánh khác nhau
Bài 27 Cho hàm số: 2
2
x y x
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C)
b) Chứng minh rằng với mọi giá trị m thì trên (C) luơn cĩ cặp điểm A, B nằm về hai nhánh
Trang 36Đề cương toán THPT 2016 Bài 28 Cho hàm số y = 2
1
x x
(C) và đường thẳng d: y = x+m cắt đồ thị C tại các điểm A và B sao cho tam giác IAB nhận điểm H4; 2 làm trực tâm Với I là giao điểm của hai đường tiệm cận
Bài 29 Cho hàm số
2
y x
(C) Tìm số thực dương m để đường thẳng d : 2x2y 1 0cắt (C) tại hai điểm A và B sao cho tam giác OAB cĩ diện tích bằng 1 trong đĩ O là gốc tọa độ
Bài 30 Cho hàm số 2 1
1
x y
x
Tìm những điểm trên (C) sao cho tiếp tuyến với (C) tại điểm
đĩ tạo với hai trục tọa độ một tam giác cĩ trọng tâm cách trục hồnh một khoảng bằng 5
3
Bài 31 Cho hàm số 2 2
1
x y x
(C)
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số
b) Tìm m để đường thẳng d: y xm cắt (C) tại hai điểm phân biệt A, B sao cho OAB vuơng tại O
Bài 33 Cho hàm số 1
1
x y x
4.1 Kiến thức liên quan
Đồ thị chứa dấu trị tuyệt đối
Trang 37Đề cương toán THPT 2016
x y’
0
phía dưới trục Ox
+Bỏ đi phần (C) nằm ở phía dưới
Ox
+Bỏ đi phần (C) nằm ở bên trái Oy
+Lấy đối xứng qua Oy vớ́i phần đồ thị (C) ở bờn phải
1) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: y = 2x3 – 9x2 + 12x – 4 (C)
*) Khảo sát sự biến thiên:
.
.
4
Trang 38Đề cương toán THPT 2016
.
.
.
-1 -2
+) Phần từ trục hồnh trở lên của đồ thị hàm số y = f(x)
+) Đối xứng phần đồ thị phía dưới trục hồnh của đồ thị hàm số y = f(x)
+) Phần bên phải Oy của đồ thị hàm số y = f(x)
+) Đối xứng phần đồ thị trên qua Oy
Ví du 2 Cho hàm số 1
1
x y x
cĩ đồ thị (C)
1 Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị C của hàm số
2 Biện luận theo m số nghiệm của phương trình 1
.1
x
m x