2) Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho parabol (P) / y = x2 và đường thẳng
(d) / y = 2(in + 1) x - 2in
a) Chứng minh đường thẳng (d) luôn cắt parabol (P) tại hai điểm phân biệt.
5) Tìm tất cả các giá trị của m để (d) cất (1) tại hai điểm phần biệt cổ hoành đơ
x1, x2 thoả mãn
Quảng cáo
2 câu trả lời 255
Để giải bài toán này, chúng ta thực hiện các bước sau:
### Câu a)
Chứng minh rằng đường thẳng \((d)\) luôn cắt parabol \((P)\) tại hai điểm phân biệt.
Parabol \((P)\): \( y = x^2 \)
Đường thẳng \((d)\): \( y = 2(\ln m + 1)x - 2\ln m \)
Để tìm giao điểm của đường thẳng \((d)\) và parabol \((P)\), ta giải hệ phương trình:
\[ x^2 = 2(\ln m + 1)x - 2\ln m \]
Chuyển tất cả các hạng tử sang một bên của phương trình:
\[ x^2 - 2(\ln m + 1)x + 2\ln m = 0 \]
Đây là một phương trình bậc hai có dạng:
\[ ax^2 + bx + c = 0 \]
Trong đó \( a = 1 \), \( b = -2(\ln m + 1) \), \( c = 2\ln m \).
Để đường thẳng \((d)\) cắt parabol \((P)\) tại hai điểm phân biệt, phương trình bậc hai này phải có hai nghiệm phân biệt. Điều kiện để phương trình bậc hai có hai nghiệm phân biệt là:
\[ \Delta = b^2 - 4ac > 0 \]
Với:
\[ b = -2(\ln m + 1) \]
\[ c = 2\ln m \]
Ta có:
\[ \Delta = (-2(\ln m + 1))^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2 \ln m \]
\[ \Delta = 4(\ln m + 1)^2 - 8\ln m \]
\[ \Delta = 4((\ln m)^2 + 2\ln m + 1) - 8\ln m \]
\[ \Delta = 4(\ln m)^2 + 8\ln m + 4 - 8\ln m \]
\[ \Delta = 4(\ln m)^2 + 4 \]
\[ \Delta = 4((\ln m)^2 + 1) \]
Ta thấy rằng \(\Delta > 0\) với mọi giá trị của \( m > 0 \) vì \((\ln m)^2 + 1 > 0\) cho mọi \( m > 0 \).
Vậy đường thẳng \((d)\) luôn cắt parabol \((P)\) tại hai điểm phân biệt.
### Câu b)
Tìm tất cả các giá trị của \( m \) để \((d)\) cắt \((P)\) tại hai điểm phân biệt có hoành độ \( x_1 \) và \( x_2 \) thỏa mãn \(\sqrt{x_1} + \sqrt{x_2} = \sqrt{2}\).
Dựa vào phương trình bậc hai:
\[ x^2 - 2(\ln m + 1)x + 2\ln m = 0 \]
Gọi \( x_1 \) và \( x_2 \) là các nghiệm của phương trình này. Theo định lý Vi-et, ta có:
\[ x_1 + x_2 = 2(\ln m + 1) \]
\[ x_1x_2 = 2\ln m \]
Đề bài yêu cầu:
\[ \sqrt{x_1} + \sqrt{x_2} = \sqrt{2} \]
Đặt \( \sqrt{x_1} = a \) và \( \sqrt{x_2} = b \), ta có:
\[ a + b = \sqrt{2} \]
\[ a^2 = x_1 \]
\[ b^2 = x_2 \]
Theo định lý Vi-et, ta có:
\[ x_1 + x_2 = a^2 + b^2 = 2(\ln m + 1) \]
\[ a^2b^2 = x_1x_2 = 2\ln m \]
Suy ra:
\[ (a + b)^2 = a^2 + b^2 + 2ab \]
\[ (\sqrt{2})^2 = 2(\ln m + 1) + 2ab \]
\[ 2 = 2(\ln m + 1) + 2ab \]
Chia cả hai vế cho 2:
\[ 1 = \ln m + 1 + ab \]
\[ ab = 1 - \ln m \]
Nhưng \( ab \) cũng phải thỏa mãn điều kiện từ tích của Vi-et:
\[ ab = \sqrt{x_1x_2} = \sqrt{2\ln m} \]
Nên ta có phương trình:
\[ \sqrt{2\ln m} = 1 - \ln m \]
Bình phương hai vế:
\[ 2\ln m = (1 - \ln m)^2 \]
\[ 2\ln m = 1 - 2\ln m + (\ln m)^2 \]
Chuyển tất cả các hạng tử sang một bên:
\[ (\ln m)^2 - 4\ln m + 1 = 0 \]
Giải phương trình bậc hai này:
\[ t = \ln m \]
\[ t^2 - 4t + 1 = 0 \]
Dùng công thức nghiệm của phương trình bậc hai:
\[ t = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 4}}{2} \]
\[ t = \frac{4 \pm \sqrt{12}}{2} \]
\[ t = \frac{4 \pm 2\sqrt{3}}{2} \]
\[ t = 2 \pm \sqrt{3} \]
Do \( t = \ln m \):
\[ \ln m = 2 + \sqrt{3} \]
\[ \ln m = 2 - \sqrt{3} \]
Suy ra:
\[ m = e^{2 + \sqrt{3}} \]
\[ m = e^{2 - \sqrt{3}} \]
Vậy các giá trị của \( m \) thỏa mãn điều kiện là \( m = e^{2 + \sqrt{3}} \) hoặc \( m = e^{2 - \sqrt{3}} \).
Để giải bài toán này, chúng ta thực hiện các bước sau:
### Câu a)
Chứng minh rằng đường thẳng (d)(𝑑) luôn cắt parabol (P)(𝑃) tại hai điểm phân biệt.
Parabol (P)(𝑃): y=x2𝑦=𝑥2
Đường thẳng (d)(𝑑): y=2(lnm+1)x−2lnm𝑦=2(ln𝑚+1)𝑥−2ln𝑚
Để tìm giao điểm của đường thẳng (d)(𝑑) và parabol (P)(𝑃), ta giải hệ phương trình:
x2=2(lnm+1)x−2lnm𝑥2=2(ln𝑚+1)𝑥−2ln𝑚
Chuyển tất cả các hạng tử sang một bên của phương trình:
x2−2(lnm+1)x+2lnm=0𝑥2−2(ln𝑚+1)𝑥+2ln𝑚=0
Đây là một phương trình bậc hai có dạng:
ax2+bx+c=0𝑎𝑥2+𝑏𝑥+𝑐=0
Trong đó a=1𝑎=1, b=−2(lnm+1)𝑏=−2(ln𝑚+1), c=2lnm𝑐=2ln𝑚.
Để đường thẳng (d)(𝑑) cắt parabol (P)(𝑃) tại hai điểm phân biệt, phương trình bậc hai này phải có hai nghiệm phân biệt. Điều kiện để phương trình bậc hai có hai nghiệm phân biệt là:
Δ=b2−4ac>0Δ=𝑏2−4𝑎𝑐>0
Với:
b=−2(lnm+1)𝑏=−2(ln𝑚+1)
c=2lnm𝑐=2ln𝑚
Ta có:
Δ=(−2(lnm+1))2−4⋅1⋅2lnmΔ=(−2(ln𝑚+1))2−4⋅1⋅2ln𝑚
Δ=4(lnm+1)2−8lnmΔ=4(ln𝑚+1)2−8ln𝑚
Δ=4((lnm)2+2lnm+1)−8lnmΔ=4((ln𝑚)2+2ln𝑚+1)−8ln𝑚
Δ=4(lnm)2+8lnm+4−8lnmΔ=4(ln𝑚)2+8ln𝑚+4−8ln𝑚
Δ=4(lnm)2+4Δ=4(ln𝑚)2+4
Δ=4((lnm)2+1)Δ=4((ln𝑚)2+1)
Ta thấy rằng Δ>0Δ>0 với mọi giá trị của m>0𝑚>0 vì (lnm)2+1>0(ln𝑚)2+1>0 cho mọi m>0𝑚>0.
Vậy đường thẳng (d)(𝑑) luôn cắt parabol (P)(𝑃) tại hai điểm phân biệt.
### Câu b)
Tìm tất cả các giá trị của m𝑚 để (d)(𝑑) cắt (P)(𝑃) tại hai điểm phân biệt có hoành độ x1𝑥1 và x2𝑥2 thỏa mãn √x1+√x2=√2𝑥1+𝑥2=2.
Dựa vào phương trình bậc hai:
x2−2(lnm+1)x+2lnm=0𝑥2−2(ln𝑚+1)𝑥+2ln𝑚=0
Gọi x1𝑥1 và x2𝑥2 là các nghiệm của phương trình này. Theo định lý Vi-et, ta có:
x1+x2=2(lnm+1)𝑥1+𝑥2=2(ln𝑚+1)
x1x2=2lnm𝑥1𝑥2=2ln𝑚
Đề bài yêu cầu:
√x1+√x2=√2𝑥1+𝑥2=2
Đặt √x1=a𝑥1=𝑎 và √x2=b𝑥2=𝑏, ta có:
a+b=√2𝑎+𝑏=2
a2=x1𝑎2=𝑥1
b2=x2𝑏2=𝑥2
Theo định lý Vi-et, ta có:
x1+x2=a2+b2=2(lnm+1)𝑥1+𝑥2=𝑎2+𝑏2=2(ln𝑚+1)
a2b2=x1x2=2lnm𝑎2𝑏2=𝑥1𝑥2=2ln𝑚
Suy ra:
(a+b)2=a2+b2+2ab(𝑎+𝑏)2=𝑎2+𝑏2+2𝑎𝑏
(√2)2=2(lnm+1)+2ab(2)2=2(ln𝑚+1)+2𝑎𝑏
2=2(lnm+1)+2ab2=2(ln𝑚+1)+2𝑎𝑏
Chia cả hai vế cho 2:
1=lnm+1+ab1=ln𝑚+1+𝑎𝑏
ab=1−lnm𝑎𝑏=1−ln𝑚
Nhưng ab𝑎𝑏 cũng phải thỏa mãn điều kiện từ tích của Vi-et:
ab=√x1x2=√2lnm𝑎𝑏=𝑥1𝑥2=2ln𝑚
Nên ta có phương trình:
√2lnm=1−lnm2ln𝑚=1−ln𝑚
Bình phương hai vế:
2lnm=(1−lnm)22ln𝑚=(1−ln𝑚)2
2lnm=1−2lnm+(lnm)22ln𝑚=1−2ln𝑚+(ln𝑚)2
Chuyển tất cả các hạng tử sang một bên:
(lnm)2−4lnm+1=0(ln𝑚)2−4ln𝑚+1=0
Giải phương trình bậc hai này:
t=lnm𝑡=ln𝑚
t2−4t+1=0𝑡2−4𝑡+1=0
Dùng công thức nghiệm của phương trình bậc hai:
t=4±√16−42𝑡=4±16−42
t=4±√122𝑡=4±122
t=4±2√32𝑡=4±232
t=2±√3𝑡=2±3
Do t=lnm𝑡=ln𝑚:
lnm=2+√3ln𝑚=2+3
lnm=2−√3ln𝑚=2−3
Suy ra:
m=e2+√3𝑚=𝑒2+3
m=e2−√3𝑚=𝑒2−3
Vậy các giá trị của m𝑚 thỏa mãn điều kiện là m=e2+√3𝑚=𝑒2+3 hoặc m=e2−√3𝑚=𝑒2−3.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
103437 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
68807 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
56608 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
47524 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
44249 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
36842 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
35274
