Câu hỏi
Cho hàm số \((C):y={{x}^{3}}+3{{x}^{2}}+1.\) Đường thẳng đi qua điểm \(A\left( -3;1 \right)\) và có hệ số góc bằng k. Xác định k để đường thẳng đó cắt đồ thị tại 3 điểm khác nhau
- A \(0<k<1\)
- B \(k>0\)
- C \(0<k\ne 9\)
- D \(1<k<9\)
Phương pháp giải:
Viết phương trình đường thẳng đi qua \(A\) và có hệ số góc \(k\) .
Biện luận số giao điểm của hai đồ thị là số nghiệm của phương trình hoành độ giao điểm để suy ra kết luận.
Lời giải chi tiết:
Xét hàm số: \(y={{x}^{3}}+3{{x}^{2}}+1\left( C \right)\) trên \(R\)
Ta có: \(y'=3{{x}^{2}}+6x\) ; \(y'=0\Leftrightarrow 3{{x}^{2}}+6x=0\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = - 2\end{array} \right.\)
Ta có (C) là hàm số bậc 3 xác định trên \(R\), đồ thị của nó có duy nhất 2 cực trị hoặc không có điểm cực trị nào.
Ta có: \(a=1>0\Rightarrow B\left( 0;1 \right)\) là điểm cực tiểu của (C).
Ta có: \(\overrightarrow{AB}=\left( 3;0 \right)\Rightarrow AB\parallel Ox.\)
\(\Rightarrow \) để thỏa mãn yêu cầu bài toán thì điều kiện cần là k > 0 với k là hệ số góc đường thẳng cắt (C) tại 3 điểm phân biệt.
Gọi \(d:y=kx+a\) với \(k>0;k,a\in R\)
Ta lại có \(A\left( -3;1 \right)\in d\Rightarrow 1=-3k+a\Leftrightarrow a=1+3k.\)
\(\Rightarrow d:y=kx+3k+1.\)
d cắt (C) tại 3 điểm phân biệt \(\Leftrightarrow \) phương trình: \(kx+3k+1={{x}^{3}}+3{{x}^{2}}+1\left( 1 \right)\) có 3 nghiệm phân biệt.
Phương trình \(\left( 1 \right)\Leftrightarrow \left( x+3 \right)\left( {{x}^{2}}-k \right)=0\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - 3\\x = \pm \sqrt k \end{array} \right.\) vì k > 0.
Để phương trình (1) có 3 nghiệm phân biệt \(\Leftrightarrow k\ne 9.\)
Vậy \(k>0;k\ne 9\) thỏa mãn yêu cầu của bài.
Đáp án C.