Câu hỏi
Tồn tại duy nhất giá trị \(m = k\) để đường cong \(y = {x^4} - 2\left( {{m^2} - m + 1} \right){x^2} + m - 1\) có ba điểm cực trị phân biệt sao cho khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu đạt giá trị nhỏ nhất. Mệnh đề nào sau đây là đúng?
- A \(0 < k < 1\)
- B \(2 < k < 3\)
- C \(k > 4\)
- D \(k = 3\)
Phương pháp giải:
+) Tìm điều kiện để hàm số có ba điểm cực trị.
+) Tìm các điểm cực tiểu B, C của đồ thị hàm số, lưu ý \({y_B} = {y_C}\).
+) Tính BC và tìm GTNN của BC.
Lời giải chi tiết:
TXĐ: \(D = R\)
Ta có: \(y' = 4{x^3} - 4\left( {{m^2} - m + 1} \right)x = 0 \Leftrightarrow \left[ \matrix{ x = 0 \hfill \cr {x^2} = {m^2} - m + 1 > 0 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \) phương trình luôn có 3 nghiệm phân biệt
\( \Rightarrow \) Hàm số có 3 điểm cực trị với mọi m.
Khi đó \(y' = 0 \Leftrightarrow \left[ \matrix{ x = 0 \hfill \cr x = \sqrt {{m^2} - m + 1} \hfill \cr x = - \sqrt {{m^2} - m + 1} \hfill \cr} \right. \Rightarrow B\left( {\sqrt {{m^2} - m + 1} ;{y_B}} \right);\,\,C\left( { - \sqrt {{m^2} - m + 1} ;{y_C}} \right)\) là hai điểm cực tiểu của đồ thị hàm số với \({y_B} = {y_C}\).
\(BC = 2\sqrt {{m^2} - m + 1} = 2\sqrt {{{\left( {m - {1 \over 2}} \right)}^2} + {3 \over 4}} \ge 2.{{\sqrt 3 } \over 2} = \sqrt 3 \)
Dấu bằng xảy ra \( \Leftrightarrow m = {1 \over 2} \Rightarrow k = {1 \over 2} \in \left( {0;1} \right)\)
Chọn A.