Giải bài 47 trang 45 - SGK Giải tích lớp 12 nâng cao
Cho hàm số
y=x4−(m+1)x2+m
a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số với m=2
b) Chứng minh rằng đồ thị của hàm số đã cho luôn đi qua hai điểm cố định với mọi giá trị của m.
Với m=2, ta có: y=x4−3x2+2
Ta có:
\begin{aligned} & y'=4x^3-6x \\ & y'=0\Leftrightarrow \left[ \begin{aligned} & x=0 \\ & x=\pm \sqrt{\dfrac 3 2}\\ \end{aligned} \right. \\ \end{aligned}
Bảng biến thiên:
Hàm số đồng biến trên \left(-\sqrt{\dfrac 3 2};0\right) và \left(\sqrt{\dfrac 3 2};+\infty\right) ; nghịch biến trên \left(-\infty;-\sqrt{\dfrac 3 2}\right)
Hàm đạt cực tiểu tại điểm \left(-\sqrt{\dfrac 3 2};-\dfrac 1 4\right) và \left(\sqrt{\dfrac 3 2};-\dfrac 1 4\right); cực đại tại (0;2)
Đồ thị
b)
Giả sử M(x_0;y_0) là điểm cố định mà đồ thị hàm số luôn đi qua với mọi m.
Ta có:
y_0=x^4_0-(m+1)x^2_0+m\\ \Leftrightarrow m(1-x^2_0)+x_0^4-x^2_0-y_0=0
Đồ thị đi qua điểm (x_0;y_0) với mọi m khi và chỉ khi phương trình trên nghiệm đúng với mọi m, tức là:
\left\{ \begin{aligned} & 1-x^2_0=0 \\ & x^4_0-x_0^2-y_0=0 \\ \end{aligned} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{aligned} & \left\{ \begin{aligned} & x_0=1 \\ & y_0=0 \\ \end{aligned} \right. \\ & \left\{ \begin{aligned} & x_0=-1 \\ & y_0=0 \\ \end{aligned} \right.\\ \end{aligned} \right.
Vậy với mọi giá trị của M đồ thị hàm số luôn đi qua hai điểm (1;0);(-1;0)