Cho hàm số y=f(x)có đạo hàm \(f^{\prime}(x)=x(x-1)^{2}\left(3 x^{4}+m x^{3}+1\right)\). Có bao nhiêu số nguyên âm m để hàm số \(y=f\left(x^{2}\right)\)đồng biến trên khoảng \((0 ;+\infty)\)
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có \(y^{\prime}=2 x f^{\prime}\left(x^{2}\right)=2 x\left(x^{2}\right)\left(x^{2}-1\right)^{2}\left(3 x^{8}+m x^{6}+1\right)\)
Hàm số đồng biến trên \((1 ;+\infty)\)\(\Leftrightarrow y^{\prime} \geq 0, \forall x>0 \Leftrightarrow 3 x^{8}+m x^{6}+1 \geq 0, \forall x>0 \Leftrightarrow m \geq-\frac{3 x^{8}+1}{x^{6}}=g(x)\)
Ta có: \(3 x^{2}+\frac{1}{x^{6}}=x^{2}+x^{2}+x^{2}+\frac{1}{x^{6}} \geq 4 \Rightarrow g(x) \leq-4, \forall x>0 \Rightarrow \operatorname{Max}_{(0 ;+\infty)} g(x)=-4 \text { khi } x=1\)
\(m \geq-\frac{3 x^{8}+1}{x^{6}}=g(x), \forall x>0 \Leftrightarrow m \geq \operatorname{Max}_{(0 ;+\infty)} g(x)=-4\)
Vậy có 4 giá trị nguyên âm thỏa mãn bài toán.