Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m sao cho đồ thị của hàm số \(y = {x^4} + 2m{x^2} + 1\) có ba điểm cực trị tạo thành một tam giác vuông cân.
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiHàm số \(y = {x^4} + 2m{x^2} + 1\) có tập xác định:
Ta có: \(y’ = 4{x^3} + 4mx\,;\,y’ = 0 \Leftrightarrow 4{x^3} + 4mx = 0 \Leftrightarrow 4x\left( {{x^2} + m} \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\{x^2} = – m\,\,\left( * \right)\end{array} \right.\)
Hàm số có 3 cực trị khi và chỉ khi phương trình \(\left( * \right)\) có 2 nghiệm phân biệt khác 0 \( \Leftrightarrow – m > 0 \Leftrightarrow m < 0\).
Vậy tọa độ 3 điểm lần lượt là: \(A\left( {0;1} \right)\,;\,B\left( { – \sqrt { – m} ;1 – {m^2}} \right)\,;\,C\left( {\sqrt { – m} ;1 – {m^2}} \right)\)
Ta có \(\overrightarrow {AB} = \left( { – \sqrt { – m} ; – {m^2}} \right)\,;\,\overrightarrow {AC} = \left( {\sqrt { – m} ; – {m^2}} \right)\)
Vì \(\Delta ABC\) vuông cân tại \(A \Rightarrow \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} = 0 \Leftrightarrow – \sqrt {{m^2}} + {m^2}.{m^2} = 0 \Leftrightarrow – \left| m \right| + {m^4} = 0 \Leftrightarrow m + {m^4} = 0\)
\( \Leftrightarrow m = – 1\) ( vì m < 0)
Vậy với m = – 1 thì hàm số có 3 cực trị tạo thành một tam giác vuông cân