Câu hỏi
Cho hàm số \(f\left( x \right)\) có đạo hàm liên tục trên \(\mathbb{R}\). Đồ thị hàm số \(y = f'\left( x \right)\) như hình bên. Hàm số \(y = f\left( {{x^2} + 4x} \right) - {x^2} - 4x\) có bao nhiêu điểm cực trị thuộc khoảng \(\left( { - 5;1} \right)\)?
- A \(5\)
- B \(4\)
- C \(6\)
- D \(3\)
Phương pháp giải:
- Đặt ẩn phụ \(t = {x^2} + 4x\), tìm khoảng giá trị của t.
- Tính đạo hàm \(y'\), giải phương trình \(y' = 0\) tìm nghiệm t.
- Từ nghiệm t tìm ra nghiệm x và kết luận số điểm cực trị của hàm số.
Lời giải chi tiết:
Ta có:
\(\begin{array}{l}y' = \left( {2x + 4} \right)f'\left( {{x^2} + 4x} \right) - 2x - 4\\y' = 0\\ \Leftrightarrow \left( {2x + 4} \right)\left[ {f'\left( {{x^2} + 4x} \right) - 1} \right] = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - 2\\f'\left( {{x^2} + 4x} \right) = 1\,\,\left( * \right)\end{array} \right.\end{array}\)
Đặt \(t = {x^2} + 4x\) ta có: \(t' = 2x + 4 = 0 \Leftrightarrow x = - 2\).
BBT:
Dựa vào BBT ta thấy với \(x \in \left( { - 5; - 1} \right)\) thì \(t \in \left[ { - 4;5} \right)\).
Ta có phương trình (*) trở thành \(f'\left( t \right) = 1\).
Số nghiệm của phương trình là số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = f'\left( t \right)\) và đường thẳng \(y = 1\).
Dựa vào đồ thị hàm số \(y = f'\left( t \right)\) ta thấy trên nửa đoạn \(\left[ { - 4;5} \right)\) phương trình \(f'\left( t \right) = 1\) có 3 nghiệm phân biệt \(t = - 4\), \(t = 0\) và \(t = {t_0} \in \left( {1;5} \right)\).
Dựa vào BBT hàm số \(t = {x^2} + 4x\) ta có:
+ Phương trình \({x^2} + 4x = - 4\) có 1 nghiệm kép (không là cực trị).
+ Phương trình \({x^2} + 4x = 0\) có 2 nghiệm phân biệt.
+ Phương trình \({x^2} + 4x = {t_0} \in \left( {1;5} \right)\) có 2 nghiệm phân biệt.
Vậy phương trình \(y' = 0\) có 5 điểm cực trị.
Chọn A.