Câu hỏi
Có bao nhiêu số nguyên \(m\) để hàm số \(y = \left( {{m^2} - 1} \right){x^3} + \left( {m - 1} \right){x^2} - x + 4\) nghịch biến trên \(\mathbb{R}\)?
- A \(0\)
- B \(1\)
- C \(2\)
- D \(3\)
Phương pháp giải:
Hàm số \(y = f\left( x \right)\) nghịch biến trên \(\mathbb{R}\) khi \(f'\left( x \right) \ge 0,\forall x \in \mathbb{R}\) (Dấu ‘=’ chỉ xảy ra tại một số hữu hạn điểm).
Lời giải chi tiết:
Hàm số đã cho xác định và liên tục trên \(\mathbb{R}\).
Ta có:
\(\begin{array}{l}y = f\left( x \right) = \left( {{m^2} - 1} \right){x^3} + \left( {m - 1} \right){x^2} - x + 4\\ \Rightarrow f'\left( x \right) = 3\left( {{m^2} - 1} \right){x^2} + 2\left( {m - 1} \right)x - 1\end{array}\)
Hàm số \(y = f\left( x \right)\) nghịch biến trên \(\mathbb{R}\) khi \(f'\left( x \right) \ge 0,\forall x \in \mathbb{R}\)
Nếu \(m = 1\) thì \(f'\left( x \right) = - 1 < 0\) hay hàm số luôn nghịch biến trên \(\mathbb{R}\) (thỏa mãn).
Nếu \(m = - 1\) thì \(f'\left( x \right) = - 4x - 1\), \(f'\left( x \right) > 0 \Leftrightarrow x < - \dfrac{1}{4}\) nên hàm số không thể đồng biến trên \(\mathbb{R}\) (Loại).
Nếu \(\left\{ \begin{array}{l}m \ne 1\\m \ne - 1\end{array} \right. \Rightarrow {m^2} - 1 \ne 0\), ta có:
\(f'(x) \le 0 \Leftrightarrow 3\left( {{m^2} - 1} \right){x^2} - 2\left( {m - 1} \right)x - 1 \le 0\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{m^2} - 1 < 0\\{\Delta ^2} \le 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} - 1 < m < 1\\{(m - 1)^2} + 3({m^2} - 1) \le 0\end{array} \right.\)
Mà \(m\) là số nguyên nên \(m = 0\) thỏa mãn
Vậy có 2 giá trị của \(m\) thỏa mãn đề bài.
Chọn C.