Câu hỏi:
Đường cong \(y = {x^4} - 2m{x^2} + 3\) có ba điểm cực trị lập thành tam giác ABC cân sao cho độ dài đường cao xuất phát từ đỉnh bằng độ dài cạnh đáy. Giá trị của tham số m?
Phương pháp giải:
+) Tìm điều kiện để hàm số có ba điểm cực trị.
+) Tìm các điểm cực trị A, B, C.
+) Tam giác ABC luôn là tam giác cân, giả sử cân tại A, tìm điều kiện để \(d\left( {A;BC} \right) = BC\).
Lời giải chi tiết:
TXĐ: \(D = R\).
Ta có: \(y' = 4{x^3} - 4mx = 0 \Leftrightarrow 4x\left( {{x^2} - m} \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \matrix{ x = 0 \hfill \cr {x^2} = m \hfill \cr} \right.\)
Để hàm số có ba điểm cực trị \( \Leftrightarrow pt\,\,y' = 0\) có 3 nghiệm phân biệt \( \Leftrightarrow m > 0\).
Khi đó \(y' = 0 \Leftrightarrow \left[ \matrix{ x = 0 \Rightarrow y = 3 \Rightarrow A\left( {0;3} \right) \hfill \cr x = \sqrt m \Rightarrow y = - {m^2} + 3 \Rightarrow B\left( {\sqrt m ; - {m^2} + 3} \right) \hfill \cr x = - \sqrt m \Rightarrow y = - {m^2} + 3 \Rightarrow C\left( { - \sqrt m ; - {m^2} + 3} \right) \hfill \cr} \right.\)
Phương trình đường thẳng \(BC:\,\,y = - {m^2} + 3 \Rightarrow d\left( {A;BC} \right) = {{\left| {{m^2}} \right|} \over {\sqrt {{0^2} + {1^2}} }} = {m^2};\,\,BC = 2\sqrt m \)
Để độ dài đường cao xuất phát từ đỉnh bằng độ dài cạnh đáy
\( \Leftrightarrow d\left( {A;BC} \right) = BC \Leftrightarrow {m^2} = 2\sqrt m \Leftrightarrow \left[ \matrix{ m = 0\,\,\,\left( {ktm} \right) \hfill \cr m\sqrt m = 2 \hfill \cr} \right. \Rightarrow {m^3} = 4 \Leftrightarrow m = \root 3 \of 4 \)
Chọn C.