SỐ LƯỢNG CÓ HẠN VÀ TẶNG MIỄN PHÍ THÊM BỘ SÁCH ĐỀ TỔNG HỢP
Câu hỏi:
Cho hàm số y=x4−3x2+my=x4−3x2+m có đồ thị là (Cm)(Cm) (mm là tham số thực). Giả sử (Cm)(Cm) cắt trục OxOx tại 4 điểm phân biệt. Gọi S1,S2S1,S2 là diện tích của hai hình phẳng nằm dưới trục OxOx và S3S3 là diện tích của hình phẳng nằm trên trục OxOx được tạo bởi (Cm)(Cm) với trục OxOx. Biết rằng tồn tại duy nhất giá trị m=abm=ab (với a,b∈N∗ và tối giản) để S1+S2=S3. Giá trị của 2a−b bằng:
Phương pháp giải:
Lời giải chi tiết:
Xét phương trình hoành độ giao điểm: x4−3x2+m=0(1).
Đặt t=x2(t≥0), khi đó phương trình (1) trở thành t2−3t+m=0(2).
Vì đồ thị hàm số y=x4−3x2+m cắt trục hoành tại 4 điểm phân biệt nên phương trình (1) có 4 nghiệm phân biệt, do đó phương trình (2) phải có 2 nghiệm dương phân biệt.
⇒{Δ>0S>0P>0⇔{9−4m>03>0(luondung)m>0⇔0<m<94(∗).
Giả sử phương trình (2) có 2 nghiệm dương phân biệt 0<t1<t2, áp dụng định lí Vi-ét ta có {t1+t2=3t1t2=m. Khi đó phương trình (1) có 4 nghiệm phân biệt −√t2<−√t1<√t1<√t2.
Do tính đối xứng qua trục tung của hàm đa thức bậc bốn trùng phương nên S1=S2, do đó theo bài ra ta có S1+S2=S3⇔2S1=S3.
Ta có:
S2=√t2∫√t1|f(x)|dx=−√t2∫√t1f(x)dx
S3=√t1∫−√t1|f(x)|dx=√t1∫−√t1f(x)dx=2√t1∫0f(x)dx (do f(x) là hàm chẵn).
Ta có:
2S2=S3⇔−2√t2∫√t1f(x)dx=2√t1∫0f(x)dx⇔2(√t1∫0f(x)dx+√t2∫√t1f(x)dx)=0⇔2√t2∫0f(x)dx=0⇔√t2∫0f(x)dx=0⇔√t2∫0(x4−3x2+m)dx=0⇔(x55−x3+mx)|√t20=0⇔(√t2)55−(√t2)3+m√t2=0⇔√t2(t25−t+m)=0⇔t225−t2+m=0(Dot2>0)⇔t22−5t2+5m=0(∗)
Mà t2 là nghiệm của phương trình t2−3t+m=0 nên t22−3t2+m=0 và t2=3+√9−4m2.
Do đó
(∗)⇔t22−3t2+m−2t2+4m=0⇔−2t2+4m=0⇔t2=2m
⇒3+√9−4m2=2m⇔3+√9−4m=4m⇔√9−4m=4m−3⇔{4m−3>09−4m=16m2−24m+9⇔{m>3416m2−20m=0⇔{m>34[m=0m=54⇔m=54(tm∗)
Vậy a=5,b=4⇒2a−b=10−4=6.
Chọn C.