Câu hỏi:
Tìm tất cả các giá trị thực \(m\) để hàm số \(f\left( x \right) = - {x^3} + 3{x^2} + \left( {m - 1} \right)x + 2m - 3\) đồng biến trên một đoạn có độ dài lớn hơn 1.
Phương pháp giải:
- Hàm số đồng biến trên đoạn có độ dài lớn hơn 1 \( \Rightarrow y' \ge 0\,\,\forall x \in \left[ {{x_1};{x_2}} \right]\) thỏa mãn \(\left| {{x_1} - {x_2}} \right| > 1\).
- Tìm điều kiện để \(y' \ge 0\,\,\forall x \in \left[ {{x_1};{x_2}} \right]\) và sử dụng định lí Vi-et cho phương trình bậc hai \(a{x^2} + bx + c = 0\): \(\left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} = - \dfrac{b}{a}\\{x_1}{x_2} = \dfrac{c}{a}\end{array} \right.\).
Lời giải chi tiết:
+ Hàm số đã cho có TXĐ \(D = \mathbb{R}\).
+ Ta có: \(f'\left( x \right) = - 3{x^2} + 6x + m - 1\).
+ Hàm số đồng biến trên một đoạn có độ dài lớn hơn 1 \( \Rightarrow f'\left( x \right) \ge 0\,\,\forall x \in \left[ {{x_1};{x_2}} \right]\) thỏa mãn \(\left| {{x_1} - {x_2}} \right| > 1\).
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\Delta ' = 9 + 3\left( {m - 1} \right) > 0\\{\left( {{x_1} + {x_2}} \right)^2} - 4{x_1}{x_2} > 1\end{array} \right.\,\,\,\left( I \right)\).
+ Theo định lí Vi-ét ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} = 2\\{x_1}{x_2} = - \dfrac{{m - 1}}{3}\end{array} \right.\).
\(\left( I \right) \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m > - 2\\4 + \dfrac{{4\left( {m - 1} \right)}}{3} > 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m > - 2\\m > - \dfrac{5}{4}\end{array} \right. \Leftrightarrow m > - \dfrac{5}{4}\).
Chọn D.