Câu hỏi
Đường cong \(y = {x^4} - 2\left( {1 - {m^2}} \right){x^2} + m + 1\) có ba điểm cực trị tạo thành tam giác \(ABC\) có diện tích S. Giá trị lớn nhất của S?
- A 2
- B 3
- C 1,5
- D 1
Phương pháp giải:
+) Tìm điều kiện để hàm số có ba điểm cực trị.
+) Tìm các điểm cực trị A, B, C.
+) Tam giác ABC luôn là tam giác cân, giả sử cân tại A \( \Rightarrow {S_{ABC}} = {1 \over 2}d\left( {A;BC} \right).BC\), tìm GTLN của \({S_{ABC}}\).
Lời giải chi tiết:
TXĐ: \(D = R\).
Ta có: \(y' = 4{x^3} - 4\left( {1 - {m^2}} \right)x = 0 \Leftrightarrow 4x\left[ {{x^2} - \left( {1 - {m^2}} \right)} \right] = 0 \Leftrightarrow \left[ \matrix{ x = 0 \hfill \cr {x^2} = 1 - {m^2} \hfill \cr} \right.\)
Để hàm số có ba điểm cực trị \( \Leftrightarrow pt\,\,y' = 0\) có 3 nghiệm phân biệt \( \Leftrightarrow 1 - {m^2} > 0 \Leftrightarrow - 1 < m < 1\).
Khi đó \(y' = 0 \Leftrightarrow \left[ \matrix{ x = 0 \Rightarrow y = m + 1 \hfill \cr x = \sqrt {1 - {m^2}} \Rightarrow y = - {m^4} + 2{m^2} + m \Rightarrow B\left( {\sqrt {1 - {m^2}} ; - {m^4} + 2{m^2} + m} \right) \hfill \cr x = - \sqrt {1 - {m^2}} \Rightarrow y = - {m^4} + 2{m^2} + m \Rightarrow C\left( { - \sqrt {1 - {m^2}} ; - {m^4} + 2{m^2} + m} \right) \hfill \cr} \right.\)
Phương trình đường thẳng \(BC:\,\,y = - {m^4} + 2{m^2} + m \Rightarrow d\left( {A;BC} \right) = {{\left| {{m^4} - 2{m^2} + 1} \right|} \over {\sqrt {{0^2} + {1^2}} }} = {\left( {1 - {m^2}} \right)^2}\)
\(BC = 2\sqrt {1 - {m^2}} \)
\( \Rightarrow {S_{ABC}} = {1 \over 2}d\left( {A;BC} \right).BC = {1 \over 2}{\left( {1 - {m^2}} \right)^2}2\sqrt {1 - {m^2}} = {\left( {\sqrt {1 - {m^2}} } \right)^5}\)
Ta có: \(1 - {m^2} \le 1\,\forall m \Rightarrow {S_{ABC}} \le {1^5} = 1,\,\,{S_{ABC\,\,max}} = 1 \Leftrightarrow m = 0\,\,\left( {tm} \right)\)
Chọn D.