Câu hỏi
Cho hàm số \(y=f\left( x \right)\) có đạo hàm trên \(\mathbb{R}\) và \(f'\left( x \right) \ge {x^4} + \frac{2}{{{x^2}}} - 2x\) \(\forall x>0\) và \(f\left( 1 \right)=-1\). Khẳng định nào sau đây đúng?
- A
Phương trình \(f\left( x \right)=0\) có \(1\) nghiệm trên \(\left( {0;1} \right)\).
- B
Phương trình \(f\left( x \right)=0\) có đúng \(3\) nghiệm trên \(\left( 0;+\infty \right)\).
- C
Phương trình \(f\left( x \right) = 0\) có \(1\) nghiệm trên \(\left( 1;2 \right)\).
- D Phương trình \(f\left( x \right)=0\) có \(1\) nghiệm trên \(\left( {2;5} \right)\).
Phương pháp giải:
Xét dấu của đạo hàm và áp dụng tích phân để xác định các giá trị
Lời giải chi tiết:
Ta có \(f'\left( x \right) \ge {x^4} + \frac{2}{{{x^2}}} - 2x\)\(=\frac{{{x}^{6}}-2{{x}^{3}}+2}{{{x}^{2}}}\) \(=\frac{{{\left( {{x}^{3}}-1 \right)}^{2}}+1}{{{x}^{2}}}>0;\,\,\forall x>0\) \(\Rightarrow y = f\left( x \right)\) đồng biến trên \(\left( {0; + \infty } \right)\). \(\Rightarrow f\left( x \right) = 0\) có nhiều nhất \(1\) nghiệm trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\) \(\left( 1 \right)\).
Lại có \(f'\left( x \right) \ge {x^4} + \frac{2}{{{x^2}}} - 2x > 0\;\forall x > 0 \Rightarrow \int\limits_1^2 {f'\left( x \right)\,} {\rm{d}}x \ge \int\limits_1^2 {\left( {{x^4} + \frac{2}{{{x^2}}} - 2x} \right)} \,{\rm{d}}x = \frac{{21}}{5}\)
\( \Rightarrow f\left( 2 \right) - f\left( 1 \right) \ge \frac{{21}}{5} \Rightarrow f\left( 2 \right) \ge \frac{{17}}{5}.\)
Kết hợp giả thiết ta có \(y = f\left( x \right)\)liên tục trên \(\left[ 1;2 \right]\) và \(f\left( 2 \right).f\left( 1 \right)<0\ \ \ \left( 2 \right).\)
Từ \(\left( 1 \right)\) và \(\left( 2 \right)\) suy ra phương trình \(f\left( x \right) = 0\) có \(1\) nghiệm trên \(\left( {1;2} \right).\)
Chọn C