Câu hỏi

Cho hàm số \(y={{x}^{4}}-2\left( 1-{{m}^{2}} \right){{x}^{2}}+m+1.\) Tìm tất cả các giá trị của tham số \(m\) để hàm số có cực đại, cực tiểu và các điểm cực trị của đồ thị hàm số lập thành tam giác có diện tích lớn nhất.

  • A

     \(m=0.\)            

  • B

    \(m=-\,\frac{1}{2}.\)

  • C

     \(m=1.\)            

  • D \(m=\frac{1}{2}.\)

Phương pháp giải:

Tìm tọa độ điểm cực trị của đồ thị hàm số trùng phương và tính diện tích tam giác


Lời giải chi tiết:

TXĐ : \(D=R\)

Ta có \({y}'=4{{x}^{3}}-4\left( 1-{{m}^{2}} \right)x;\,\,\forall x\in R.\)

Phương trình \({y}'=0\Leftrightarrow \left[ \begin{align}  x=0 \\  {{x}^{2}}=1-{{m}^{2}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( * \right) \\ \end{align} \right..\)

Hàm số có 3 điểm cực trị \(\Leftrightarrow \,\,\left( * \right)\) có 2 nghiệm phân biệt khác \(1-{{m}^{2}}>0\Leftrightarrow -1<m<1.\)

Khi đó \(y'=0\Leftrightarrow \left[ \begin{align}  x=0\Rightarrow y=m+1 \\  x=\sqrt{1-{{m}^{2}}}\Rightarrow y=-{{\left( {{m}^{2}}-1 \right)}^{2}}+m+1 \\  x=-\sqrt{1-{{m}^{2}}}\Rightarrow y=-{{\left( {{m}^{2}}-1 \right)}^{2}}+m+1 \\ \end{align} \right.\)

Gọi \(A\left( 0;m+1 \right),\,\,B\left( \sqrt{1-{{m}^{2}}};-\,{{\left( {{m}^{2}}-1 \right)}^{2}}+m+1 \right),\,\,C\left( -\,\sqrt{1-{{m}^{2}}};-\,{{\left( {{m}^{2}}-1 \right)}^{2}}+m+1 \right)\) là ba điểm cực trị. Tam giác \(ABC\) cân tại A.

Trung điểm \(H\) của \(BC\) là \(H\left( 0;-{{\left( {{m}^{2}}-1 \right)}^{2}}+m+1 \right)\Rightarrow \,\,AH={{\left( {{m}^{2}}-1 \right)}^{2}}={{\left( 1-{{m}^{2}} \right)}^{2}}\)

Và \(BC=2\sqrt{1-{{m}^{2}}}\)

Diện tích tam giác \(ABC\) là \({{S}_{\Delta \,ABC}}=\frac{1}{2}.AH.BC={{\left( 1-{{m}^{2}} \right)}^{2}}\sqrt{1-{{m}^{2}}}=\sqrt{{{\left( 1-{{m}^{2}} \right)}^{5}}}\)

Mà \(1-{{m}^{2}}\le 1;\,\,\forall m\in R\) suy ra \(\sqrt{{{\left( 1-{{m}^{2}} \right)}^{5}}}\le 1\Rightarrow {{S}_{\Delta ABC}}\le 1.\)

Vậy \({{S}_{\max }}=1.\) Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi \(m=0.\)

Chọn A


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay