Số nguyên nhỏ nhất của tham số để PT \({x^2} + \left( {m + 2} \right)x + 4 = \left( {m - 1} \right)\sqrt {{x^3} + 4x} \) có nghiệm là
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐiều kiện x ≥ 0
Dễ thấy x = 0 không là nghiệm của phương trình.
Xét x > 0, chia cả 2 vế của phương trình cho x ta được
Đặt \(t = \sqrt {\frac{{{x^2} + 4}}{x}} \), khi đó phương trình ( *) trở thành: t2- (m -1) t+ m+ 2 = 0
Vì t ≥ 2 nên t - 1 ≠ 0 nên
\(\begin{array}{l}
\left( * \right) \Leftrightarrow {t^2} + t + 2 = m\left( {t - 1} \right)\\
\Leftrightarrow m = \frac{{{t^2} + t + 2}}{{t - 1}}
\end{array}\)
Xét hàm số \(f\left( t \right) = \frac{{{t^2} + t + 2}}{{t - 1}}\;,t \in \;\left[ {2;\; + \infty } \right)\)
\(f'\left( t \right) = \frac{{{t^2} - 2t - 3}}{{{{\left( {t - 1} \right)}^2}}} \Rightarrow \mathop {min}\limits_{\left[ {2;\; + \infty } \right)} f\left( t \right) = 7\)
Khi đó, để phương trình m = f( t) có nghiệm \(\Leftrightarrow m \ge \mathop {min}\limits_{\left[ {2;\; + \infty } \right)} f\left( t \right) = 7\)