Cho hàm số \(y = \frac{{1 – m\sin x}}{{\cos x + 2}}\). Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số m thuộc đoạn \(\left[ {0;10} \right]\) để giá trị nhỏ nhất của hàm số nhỏ hơn – 2?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiHàm số đã cho luôn xác định \(\forall x \in \mathbb{R}\) do \(\cos x + 2 > 0,\,\forall x \in \mathbb{R}.y = \frac{{1 – m\sin x}}{{\cos x + 2}} \Leftrightarrow y\cos x + 2y = 1 – m\sin x \Leftrightarrow y\cos x + m\sin x = 1 – 2y\).
Phương trình có nghiệm khi và chỉ khi \({y^2} + {m^2} \ge {(1 – 2y)^2} \Leftrightarrow 3{y^2} – 4y + 1 – {m^2} \le 0 \Leftrightarrow \frac{{2 – \sqrt {1 + 3{m^2}} }}{3} \le y \le \frac{{2 + \sqrt {1 + 3{m^2}} }}{3}\).
Suy ra giá trị nhỏ nhất của hàm số đã cho bằng \(\frac{{2 – \sqrt {1 + 3{m^2}} }}{3}\).
Do GTNN của hàm số nhỏ hơn – 2 nên \(\frac{{2 – \sqrt {1 + 3{m^2}} }}{3} < – 2 \Leftrightarrow \sqrt {1 + 3{m^2}} > 8 \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{m > \sqrt {21} }\\{m < – \sqrt {21} }\end{array}} \right.\).
Kết hợp với \(0 \le m \le 10\) ta được \(\sqrt {21} < m \le 10\). Do m nguyên nên \(m \in \left\{ {5;6;7;8;9;10} \right\}\).
Vậy có 6 giá trị m thỏa mãn bài toán.