Câu hỏi
Có bao nhiêu giá trị nguyên âm của tham số \(m\) để hàm số \(y = \dfrac{1}{4}{x^4} + mx - \dfrac{3}{{2x}}\) đồng biến trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right).\)
- A 2
- B 0
- C 1
- D 3
Lời giải chi tiết:
\(\begin{array}{l}y = \dfrac{1}{4}{x^4} + mx - \dfrac{3}{{2x}}\\ \Rightarrow y' = {x^3} + m - \dfrac{3}{2}.\dfrac{{ - 1}}{{{x^2}}} = {x^3} + m + \dfrac{3}{{2{x^2}}}\end{array}\)
Để hàm số đồng biến .
\( \Leftrightarrow {x^3} + m + \dfrac{3}{{2{x^2}}} \ge 0 \Leftrightarrow m \ge - {x^3} - \dfrac{3}{{2{x^2}}} \Leftrightarrow m \ge \mathop {\max }\limits_{(0; + \infty )} \left( { - {x^3} - \dfrac{3}{{2{x^2}}}} \right)\)
Dùng máy tính cầm tay, chức năng TABLE (Mode + 7)
Nhập \(\left\{ \begin{array}{l}f\left( x \right) = - {x^3} - \dfrac{3}{{2{x^2}}}\\g(x):bo\,\,qua\\Start:0\\End:5\\Step\dfrac{5}{{19}}\end{array} \right.\) \( \Rightarrow Max = - 2,52\)
Theo đánh giá trên \(m \ge Max \Rightarrow m \ge - 2,52\)
+ Mà \(m\) là số nguyên âm \( \Rightarrow m = \left\{ { - 1; - 2} \right\}{\rm{.}}\)
Chọn A.
Cách 2:
Xét hàm số \(y = \frac{1}{4}{x^4} + mx - \frac{3}{{2x}}\) trên \(\left( {0; + \infty } \right)\) ta có: \(y' = {x^3} + m + \frac{3}{{2{x^2}}}\)
Hàm số đã cho đồng biến trên \(\left( {0; + \infty } \right)\) \( \Leftrightarrow y' \ge 0\,\,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\)
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow {x^3} + m + \frac{3}{{2{x^2}}} \ge 0\,\,\,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\\ \Leftrightarrow m \ge - \left( {{x^3} + \frac{3}{{2{x^2}}}} \right)\,\,\,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\\ \Leftrightarrow m \ge \mathop {\max }\limits_{\left( {0; + \infty } \right)} \left[ { - \left( {{x^3} + \frac{3}{{2{x^2}}}} \right)} \right]\end{array}\)
Xét hàm số \(y = - {x^3} - \frac{3}{{2{x^2}}}\) trên \(\left( {0; + \infty } \right)\) ta có:
\(y' = - 3{x^2} + \frac{3}{{{x^3}}}\) \( \Rightarrow y' = 0 \Leftrightarrow - 3{x^2} + \frac{3}{{{x^3}}} = 0\)
\( \Leftrightarrow - {x^5} + 1 = 0 \Leftrightarrow x = 1\)
Ta có BBT:
\( \Rightarrow \mathop {\max }\limits_{\left( {0; + \infty } \right)} \left( { - {x^3} - \frac{3}{{2{x^2}}}} \right) = - \frac{5}{2}\) \( \Rightarrow m \ge - \frac{5}{2}\)
Lại có \(m \in {\mathbb{Z}^ - } \Rightarrow m \in \left\{ { - 2; - 1} \right\}.\)
Chọn A.