2 bài toán phụ khảo sát hàm số
Bài toán 2: Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số y =ax+ b/cx +d
biết tiếp tuyến
cách đều hai điểm A và B
Phương pháp giải:
Để tiếp tuyến cách đều hai điểm A và B thì tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB
hoặc tiếp tuyến song song hoặc trùng với AB
TH1: Tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB
nghiệm phân biệt 2 212 0x x m có ba nghiệm phân biệt 2 2 0 0 x x m có ba nghiệm phân biệt Đặt 2 2g x x m 0g x có hai nghiệm phân biệt khác 0 2 2 0 4 0 0 0 0 0 g x m m g m tọa độ ba điểm cực trị là: 2 4 2 4 20;2 1 ; ; 3 2 1 ; ; 3 2 1A m B m m m C m m m 4 4; 3 ; ; 3AB m m AC m m Để ∆ ABC có 30BAC thì: 2 8 8 2 6 8 2 62 8 2 8 . 9 3 9 3 9 1 3 cos30 2 2 29 9 1. 9 . 9 AB AC m m m m m m m mAB AC m m m m 6 6 6 6 3 22 9 1 3 9 1 18 9 3 3 2 18 9 3 m m m m (thỏa mãn) Vậy 6 3 2 18 9 3 m là giá trị cần tìm. 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 4 Ví dụ 4: Cho hàm số 4 2 2 22 3y mx m x m . Tìm m để hàm số có ba cực trị đồng thời ba điểm cực trị lập thành một tam giác cân có góc ở đỉnh bằng sao cho 1 cos 3 . Giải Ta có: 3 2' 4 4y mx m x Để hàm số có ba cực trị thì phương trình ' 0y có ba nghiệm phân biệt 3 24 4 0mx m x có ba nghiệm phân biệt 24 0mx x m có ba nghiệm phân biệt 2 0 0 mx x m có ba nghiệm phân biệt 0m Đặt 2g x x m 0g x có hai nghiệm phân biệt khác 0 0 4 0 0 00 0 g x m m mg Tọa độ ba điểm cực trị là: 2 3 2 3 20; 3 ; ; 3 ; ; 3A m B m m m C m m m 3 3; ; ;AB m m AC m m Để ∆ ABC có BAC sao cho 1 cos 3 thì: 6 6 5 6 56 6 . 1 1 1 1 cos 3 3 31. . AB AC m m m m m m m mAB AC m m m m 5 5 5 53 1 1 2 4 2m m m m (thỏa mãn) Vậy 5 2m là giá trị cần tìm. Ví dụ 5: Cho hàm số: 4 2 22 1y x mx m . Tìm m để hàm số có ba cực trị đồng thời ba điểm cực trị tạo thành một tam giác cân có góc ở đỉnh bằng sao cho 1 cos 7 . Giải 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 5 Ta có: 3' 4 2y x mx Để hàm số có ba cực trị thì phương trình ' 0y có ba nghiệm phân biệt 34 2 0x mx có ba nghiệm phân biệt 22 2 0x x m có ba nghiệm phân biệt 2 0 2 0 x x m có ba nghiệm phân biệt Đặt 22g x x m 0g x có hai nghiệm phân biệt khác 0 0 8 0 0 00 0 g x m m mg tọa độ ba điểm cực trị là: 2 2 2 2 7 2 70;2 1 ; ; 1 ; ; 1 2 4 2 4 m m m m A m B C 2 22 2 ; ; ; 2 4 2 4 m m m m AB AC Để ∆ ABC có BAC sao cho 1 cos 7 thì: 2 2 22 2 . 1 1 8 12 16 16 2cos 7 7 8 7. . 16 22 16 2 16 m m m m AB AC m mm mAB AC m m m m 7 8 8 8 48 6m m m m (thỏa mãn) Vậy 6m là giá trị cần tìm. Ví dụ 6: Cho hàm số 2 4 22 3 2y m x mx m . Tìm m để hàm số có ba cực trị đồng thời ba điểm cực trị lập thành một tam giác cân có góc ở đỉnh bằng 30 . Giải Ta có: 2 3' 4 4y m x mx Để hàm số có ba cực trị thì phương trình ' 0y có ba nghiệm phân biệt 2 34 4 0m x mx có ba nghiệm phân biệt 24 1 0mx mx có ba nghiệm phân biệt 2 0 1 0 x mx có ba nghiệm phân biệt 0m 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 6 Đặt 2 1g x mx 0g x có hai nghiệm phân biệt khác 0 0 4 0 0 1 00 0 g x m m g tọa độ ba điểm cực trị là: 1 1 0;3 2 ; ;3 3 ; ;3 3A m B m C m m m 1 1 ; 1 ; ; 1AB AC m m Để ∆ ABC có 30BAC thì: 1 1 . 3 1 3 cos30 2 1 3 1 1 2 1 2. 1 AB AC mm m m mAB AC m 3 22 3 3 2 7 4 3 2 3 m m m (thỏa mãn) Vậy 7 4 3m là giá trị cần tìm. Ví dụ 7: Cho hàm số: 4 2 4 22 2 3y mx x m m . Tìm m để hàm số có ba cực trị đồng thời ba điểm cực trị lập thành một tam giác cân có góc ở đỉnh bằng 135 . Giải Ta có: 3' 4 4y mx x Để hàm số có ba cực trị thì phương trình ' 0y có ba nghiệm phân biệt 34 4 0mx x có ba nghiệm phân biệt 24 1 0x mx có ba nghiệm phân biệt 2 0 1 0 x mx có ba nghiệm phân biệt Đặt 2 1g x mx 0g x có hai nghiệm phân biệt khác 0 0 4 0 0 0 1 0 0 00 g x m g m mm tọa độ ba điểm cực trị là: 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 7 4 2 4 2 4 2 1 1 1 1 0; 2 3 ; ; 2 3 ; ; 2 3A m m B m m C m m m m m m 1 1 1 1 ; ; ;AB AC m m m m Để ∆ ABC có 150BAC thì: 2 2 1 1 . 2 1 2 cos135 2 1 2 1 1 1 2 1 2. AB AC mm m m m mAB AC m m 2 22 2 2 2 3 2 2 2 2 m m m (thỏa mãn) Vậy 3 2 2m là giá trị cần tìm. Ví dụ 8: Cho hàm số: 4 2 24 3 2y x mx m . Tìm m để hàm số có ba cực trị sao cho ba điểm cực trị lập thành một tam giác cân có góc ở đỉnh bằng sao cho 3 sin 5 . Giải Ta có: 3' 4 8y x mx Để hàm số có ba cực trị thì phương trình ' 0y có ba nghiệm phân biệt 34 8 0x mx có ba nghiệm phân biệt 24 2 0x x m có ba nghiệm phân biệt 2 0 2 0 x x m có ba nghiệm phân biệt Đặt 2 2g x x m 0g x có hai nghiệm phân biệt khác 0 20 4 0 0 2 00 0 g x m m mg tọa độ ba điểm cực trị là: 2 2 20;3 2 ; 2 ; 2 ; 2 ; 2A m B m m C m m 2 22 ; 4 ; 2 ; 4AB m m AC m m Để ∆ ABC có BAC thì: 4 3 4 3 . 2 16 8 1 cos cos cos 2 16 8 1. AB AC m m m m m mAB AC 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 8 Mà 2 2 3 16 4 sin cos 1 sin cos 5 25 5 4 cos 5 3 3 3 3 3 3 8 1 4 9 5 8 1 4 8 1 8 9 5 88 1 m m m m m m (thỏa mãn) 4 cos 5 3 3 3 3 3 3 8 1 4 1 5 8 1 4 8 1 72 1 5 728 1 m m m m m m (thỏa mãn) Vậy 3 9 8 m và 3 1 72 m là những giá trị cần tìm. Ví dụ 9: Cho hàm số: 4 2 24 1y mx x m . Tìm m để hàm số có ba cực trị sao cho ba điểm cực trị lập thành một tam giác cân có góc ở đỉnh bằng sao cho 5 sin 3 . Giải Ta có: 3' 4 8y mx x Để hàm số có ba cực trị thì phương trình ' 0y có ba nghiệm phân biệt 34 8 0mx x có ba nghiệm phân biệt 24 2 0x mx có ba nghiệm phân biệt 2 4 0 2 0 x mx có ba nghiệm phân biệt Đặt 2 2g x mx 0g x có hai nghiệm phân biệt khác 0 0 8 0 0 2 00 0 g x m m g Tọa độ ba điểm cực trị là: 2 2 2 2 4 2 4 0; 1 ; ; 1 ; ; 1A m B m C m m m m m 2 2 2 2 ; 4 ; ; 4AB m AC m m m Để ∆ ABC cos BAC thì: 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 9 4 5 5 4 2 16 . 8 1 cos cos cos 2 8 1. 16 m AB AC mm mAB AC m m Mà 2 2 5 4 2 sin cos 1 sin cos 3 9 3 2 cos 3 5 5 5 5 5 5 8 1 2 5 3 8 1 2 8 1 8 5 3 88 1 m m m m m m 2 cos 3 5 5 5 5 5 5 8 1 2 1 3 8 1 2 8 1 40 5 3 88 1 m m m m m m Vậy 5 5 8 m và 5 1 8 m là các giá trị cần tìm. Ví dụ 10: Cho hàm số: 4 2 24 3y x mx m m . Tìm m để hàm số có ba cực trị sao cho ba điểm cực trị lập thành một tam giác cân có góc ở đỉnh bằng sao cho 2 cos 3 . Giải Ta có: 3' 4 8y x mx Để hàm số có ba cực trị thì phương trình ' 0y có ba nghiệm phân biệt 34 8 0x mx có ba nghiệm phân biệt 24 2 0x x m có ba nghiệm phân biệt 2 0 2 0 x x m có ba nghiệm phân biệt Đặt 2 2g x x m 0g x có hai nghiệm phân biệt khác 0 0 8 0 0 00 0 g x m m mg tọa độ ba điểm cực trị là: 2 2 20; 3m ; 2 ; 7 ; 2 ; 7A m B m m m C m m m 2 22 ; 4 ; 2 ; 4AB m m AC m m Để ∆ ABC có BAC sao cho 2 cos 3 thì: 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 10 4 3 3 3 4 3 . 2 16 2 16 1 2 cos 3 16 1 2 16 1 3 32 16 16 1. AB AC m m m m m m m mAB AC 3 3 5 16 5 16 m m (thỏa mãn) Vậy 3 5 16 m là giá trị cần tìm. 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 11 Các ví dụ: Bài toán 2: Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số ax b y cx d biết tiếp tuyến cách đều hai điểm A và B Phương pháp giải: Để tiếp tuyến cách đều hai điểm A và B thì tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB hoặc tiếp tuyến song song hoặc trùng với AB TH1: Tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB 1. Phương trình đường thẳng d đi qua 0 0;I x y có hệ số góc k là: 0 0y k x x y 2. Điều kiện d là tiếp tuyến với đồ thị hàm số là: Hệ 2 0 0 ' ad bc k y cx d ax b k x x y cx d có nghiệm Từ đó ta suy ra giá trị k và phương trình tiếp tuyến cần tìm TH2: Tiếp tuyến song song hoặc trùng với AB 1. Tiếp tuyến có véctơ chỉ phương ;B A B AAB y y x x Tiếp tuyến có hệ số góc B A B A x x k y y 2. Gọi 0x là hoành độ tiếp điểm Ta có: 2 ' ad bc y cx d 0 2 0 ' ad bc y x cx d Ta có phương trình: 2 0 B A B A x x ad bc y y cx d Giải phương trình trên ta được 0x , từ đó suy ra tọa độ tiếp điểm và phương trình tiếp tuyến cần tìm. 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 12 Ví dụ 1: Cho hàm số: 2 1 1 x y x . Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số biết tiếp tuyến cách đều hai điểm 2;4A và 4; 2B . Giải TH1: Tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB Ta có: 1;1I Phương trình đường thẳng d qua I có hệ số góc k là: : 1 1d y k x : 1d y kx k Để d là tiếp tuyến với đồ thị hàm số thì Hệ 2 2 1 1 1 1 1 2 1 x kx k x k x có nghiệm Thế 2 vào 1 ta có: 2 1 1 1 1 . 1 2 1 1 1 1 3 1 1 2 x x x x x x x Thế 3 vào 2 ta có: 2 1 1 41 k x phương trình tiếp tuyến là: 1 5 : 4 4 d y x TH2: Tiếp tuyến song song hoặc trùng với AB Tiếp tuyến có vectơ chỉ phương 6; 6AB tiếp tuyến có hệ số góc 1k Gọi 0x là hoành độ tiếp điểm Ta có: 2 1 ' 1 y x 0 2 0 1 ' 1 y x x Ta có phương trình: 0 0 2 0 00 0 11 1 2 31 x y x yx 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 13 phương trình tiếp tuyến là: : 1 : 5 d y x d y x Vậy, có ba tiếp tuyến thỏa mãn đề ra : : 1 1 5 : 4 4 : 5 d y x d y x d y x Ví dụ 2: Cho hàm số: 5 4 4 2 x y x . Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số biết tiếp tuyến cách đều hai điểm 4; 1 ; 0;5A B . Giải TH1: Tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB Ta có: 2;2I Phương trình đường thẳng d qua I có hệ số góc k là: : 2 2d y k x : 2 2d y kx k Để d là tiếp tuyến với đồ thị hàm số thì: Hệ 2 5 4 2 2 1 4 2 3 2 2 2 1 x kx k x k x có nghiệm Thế 2 vào 1 ta có: 2 2 3 25 4 1 2 5 4 2 1 3 6 4 2 1 4 2 2 2 1 xx x x x x x x 26 6 0x (Vô nghiệm) TH2: Tiếp tuyến song song hoặc trùng với AB Tiếp tuyến có vectơ chỉ phương 4;6AB tiếp tuyến có hệ số góc 3 2 k Gọi 0x là hoành độ tiếp điểm Ta có: 2 3 ' 2 2 1 y x 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 14 0 2 0 3 ' 2 2 1 y x x ta có phương trình: 0 0 2 02 0 00 0 2 3 3 2 1 1 1 2 12 2 1 2 x y x x yx phương trình tiếp tuyến là: 3 2 2 3 1 2 y x y x Vậy có hai tiếp tuyến thỏa mãn đề ra: 3 2 2 3 1 2 y x y x Ví dụ 3: Cho hàm số 3 2 x y x . Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số biết tiếp tuyến cách đều hai điểm 5, 5 ;B 1;1A . Giải TH1: Tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB Ta có: 2; 2I Phương trình đường thẳng d qua I có hệ số góc k là: : 2 2d y k x Để d là tiếp tuyến với đồ thị hàm số thì: Hệ 2 3 2 2 1 2 1 2 2 x k x x k x có nghiệm Thế 2 vào 1 ta có: 2 3 2 1 2 3 1 2 2 0 3 2 2 x x x x x x x Thế 3 vào 2 ta có: 2 1 1 42 0 k 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 15 phương trình tiếp tuyến là: 1 3 : 4 2 d y x TH2: Tiếp tuyến song song hoặc trùng với AB Tiếp tuyến có vectơ chỉ phương 6;6AB tiếp tuyến có hệ số góc 1k Gọi 0x là hoành độ tiếp điểm Ta có: 2 1 ' 2 y x 0 2 0 1 ' 2 y x x ta có phương trình: 2 0 0 02 0 00 1 21 1 2 1 3 02 x y x x yx phương trình tiếp tuyến là: 1 3 y x y x Vậy, có ba tiếp tuyến thỏa mãn đề ra: 1 1 3 4 2 3 y x y x y x Ví dụ 4: Cho hàm số: 1 2 x y x . Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số biết tiếp tuyến cách đều hai điểm 3;2 ; 3; 4A B . Giải TH1: Tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB Ta có: 0; 1I Phương trình đường thẳng d qua I có hệ số góc k là: : 1d y kx Để d là tiếp tuyến với đồ thị hàm số thì: Hệ 2 1 1 1 2 1 2 2 x kx x k x có nghiệm Thế 2 vào 1 ta có: 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 16 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 6 6 0 2 2 x x x x x x x x x x (vô nghiệm) TH2: Tiếp tuyến song song hoặc trùng với AB Tiếp tuyến có vectơ chỉ phương 6; 6AB tiếp tuyến có hệ số góc 1k Gọi 0x là hoành độ tiếp điểm Ta có: 2 1 ' 2 y x 0 2 0 1 ' 2 y x x ta có phương trình: 2 0 0 02 0 00 1 01 1 2 1 3 22 x y x x yx phương trình tiếp tuyến là: 1 1 y x y x Vậy có hai tiếp tuyến thỏa mãn đề ra: 1 1 y x y x . Ví dụ 5: Cho hàm số: 1 2 x y x . Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số biết tiếp tuyến cách đều hai điểm 3;2 ; 1; 4A B . Giải TH1: Tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB Ta có: 2;1I Phương trình đường thẳng d qua I có hệ số góc k là: : 2 1d y k x Để d là tiếp tuyến với đồ thị hàm số thì: Hệ: 2 1 2 1 1 2 3 2 2 x k x x k x có nghiệm Thế 2 vào 1 ta có: 2 2 3 21 1 1 1 2 3 2 2 0 3 2 2 xx x x x x x x x 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 17 Thế 3 vào 2 ta có: 2 3 3 42 k x phương trình tiếp tuyến là: 3 1 4 2 y x TH2: Tiếp tuyến song song hoặc trùng với AB Tiếp tuyến có vectơ chỉ phương 2; 6AB tiếp tuyến có hệ số góc 3k Gọi 0x là hoành độ tiếp điểm Ta có: 2 3 ' 2 y x 0 2 0 3 ' 2 y x x ta có phương trình: 2 0 0 02 0 00 3 43 3 2 1 1 22 x y x x yx phương trình tiếp tuyến là: 3 13 3 1 y x y x Vậy có ba tiếp tuyến thỏa mãn đề ra: 3 13 3 1 4 2 3 1 y x y x y x Ví dụ 6: Cho hàm số: 1 2 5 x y x . Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số biết tiếp tuyến cách đều hai điểm 0;3 ; 2; 3A B . Giải TH1: Tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB Ta có: 1;0I Phương trình đường thẳng d qua I có hệ số góc k là: : 1d y k x Để d là tiếp tuyến với đồ thị hàm số thì: 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 18 Hệ 2 1 1 1 2 5 3 2 2 5 x k x x k x có nghiệm Thế 2 vào 1 ta có: 2 3 11 1 1 2x 5 3 1 1 2x 2 0 1 3 2x 5 2x 5 xx x x x x Thế 3 vào 2 ta có: 2 3 1 32 5 k x phương trình tiếp tuyến là: 1 1 3 3 y x TH2: Tiếp tuyến song song hoặc trùng với AB Tiếp tuyến có vectơ chỉ phương 2; 6AB tiếp tuyến có hệ số góc 3k Gọi 0x là hoành độ tiếp điểm Ta có: 2 3 ' 2 5 y x 0 2 0 3 ' 2 5 y x x ta có phương trình: 2 0 0 02 0 00 3 23 3 2 5 1 2 12 5 x y x x yx phương trình tiếp tuyến là: 3 11 3x 5 y x y Vậy có ba tiếp tuyến thỏa mãn đề ra: 3 11 1 1 3 3 3x 5 y x y x y Ví dụ 7: Cho hàm số: 2 3 2 x y x . Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số biết tiếp tuyến cách đều hai điểm 3;1 ; 3; 5A B . Giải 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 43a 19 TH1: Tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB Ta có: 0; 2I Phương trình đường thẳng d qua I có hệ số góc k là: : 2d y kx Để d là tiếp tuyến với đồ thị hàm số thì: Hệ 2 2 3 2 1 2 1 2 2 x kx x k x có nghiệm Thế 2 vào 1 ta có: 2 2 2 3 1 2 2 3 2 2 2 2 2 x x x x x x x x 24 14 14 0x x (vô nghiệm) TH2: Tiếp tuyến song song hoặc trùng với AB Tiếp tuyến có vectơ chỉ phương 6; 6AB tiếp tuyến có hệ số góc 1k Gọi 0x là hoành độ tiếp điểm 0 2 0 1 ' 2 y x x ta có phương trình: 2 0 0 02 0 00 3 31 1 2 1 1 12 x y x x yx phương trình tiếp tuyến là: 3 12 3 4 y x y x Vậy có hai tiếp tuyến thỏa mãn đề ra: 3 12 3 4 y x y x . Ví dụ 8: Cho hàm số: 2 3 1 x y x . Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số biết tiếp tuyến cách đều hai điểm 2;5 ; 0;3A B . Giải TH1: Tiếp tuyến đi qua trung điểm I của AB Ta có: 1;4I Phương trình đường thẳng d qua I có hệ số góc k là: : 1 4d y k x 2 BµI TO¸N PHô KH¶O S¸T HµM Sè D¦¥NG MINH hiÕu k – 4
File đính kèm:
- bai_toan_phu_khao_sat.pdf