Cho hàm số \( y = {\left| x \right|^3} - 3{x^2} + 1\) có đồ thị ( C ). Hỏi trên trục Oy có bao nhiêu điểm A mà qua A có thể kẻ đến ( C ) đúng ba tiếp tuyến?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiVì hàm số đã cho là hàm số chẵn nên đồ thị (C) của nó đối xứng qua Oy. Do đó từ điểm A trên trục Oy nếu kẻ được một tiếp tuyến dd đến (C) thì ảnh của dd qua phép đối xứng trục Oy cũng là một tiếp tuyến của (C)
Vậy để qua điểm A trên trục Oy có thể kẻ đến (C) đúng ba tiếp tuyến thì điều kiện cần và đủ là có một tiếp tuyến vuông góc với trục tung và một tiếp tuyến với nhánh phải của đồ thị (C), tức là phần đồ thị của hàm số \( y = f\left( x \right) = {x^3} - 3{x^2} + 1\)với x≥0
Gọi M(0;m) thuộc Oy và (Δ) là tiếp tuyến qua M(0;m) có hệ số góc kk. Ta có: \((Δ):y=kx+m\)
Điều kiện tiếp xúc là: \(\left\{ \begin{array}{l} {x^3} - 3x2 + 1 = kx + m\\ 3{x^2} - 6x = k \end{array} \right.\)
Suy ra: \( {x^3} - 3{x^2} + 1 = x\left( {3{x^2} - 6x} \right) + m \Leftrightarrow m = - 2{x^3} + 3{x^2} + 1 (*)\)
Yêu cầu đề bài tương đương phương trình (∗) có đúng một nghiệm x=0 và một nghiệm x>0.
Phương trình (∗) có nghiệm x=0 nên m=1.
Thử lại, với m=1 thì (∗) trở thành: \(; - 2{x^3} + 3{x^2} = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x = 0\\ x = \frac{3}{2}\;\left( {dung} \right) \end{array} \right.\)
Vậy m=1