Môn Toán - Lớp 12
40 bài tập trắc nghiệm sự đồng biến nghịch biến của hàm số mức độ vận dụng, vận dụng cao
Câu hỏi
Tổng tất cả các giá trị nguyên âm của tham số m để hàm số \(y = {x^3} + mx - \dfrac{3}{{28{x^2}}}\), đồng biến trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\) bằng:
- A -15
- B -6
- C -3
- D -10
Phương pháp giải:
+) Tính y’. Hàm số đồng biến trên \(\left( {0; + \infty } \right) \Leftrightarrow y' \ge 0\,\,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\) và bằng 0 tại hữu hạn điểm.
+) Cô lập m, đưa bất phương trình về dạng \(m \le f\left( x \right)\,\,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right) \Leftrightarrow m \le \mathop {\min }\limits_{\left( {0; + \infty } \right)} f\left( x \right).\).
+) Xét hàm số \(y = f\left( x \right)\) trên \(\left( {0; + \infty } \right)\), lập BBT tìm \(\mathop {\min }\limits_{\left( {0; + \infty } \right)} f\left( x \right)\)
Lời giải chi tiết:
TXĐ: \(D = R\backslash \left\{ 0 \right\}\). Ta có \(y' = 3{x^2} + m - \frac{3}{{28}}\left( { - 2\frac{1}{{{x^3}}}} \right) = 3{x^2} + m + \frac{3}{{14{x^3}}}\).
Để hàm số đồng biến trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\) thì \(y' \ge 0\,\,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\) và bằng 0 tại hữu hạn điểm.
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow 3{x^2} + m + \frac{3}{{14{x^3}}} \ge 0\,\,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\\ \Leftrightarrow 3{x^2} + \frac{3}{{14{x^3}}} \ge - m\,\,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\end{array}\)
Đặt \(f\left( x \right) = 3{x^2} + \frac{3}{{14{x^3}}} \Rightarrow f\left( x \right) \ge - m\,\,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right) \Leftrightarrow - m \le \mathop {\min }\limits_{\left[ {0; + \infty } \right)} f\left( x \right)\).
Xét hàm số \(f\left( x \right) = 3{x^2} + \frac{3}{{14{x^3}}}\) trên \(\left( {0; + \infty } \right)\) ta có:
\(f'\left( x \right) = 6x + \frac{3}{{35}}.\left( { - \frac{3}{{{x^4}}}} \right) = 6x - \frac{9}{{14{x^4}}} = 0 \Leftrightarrow 6x = \frac{9}{{14{x^4}}} \Leftrightarrow {x^5} = \frac{3}{{28}} \Leftrightarrow x = \sqrt[5]{{\frac{3}{{28}}}}\).
BBT:
\(\Rightarrow - m \le 2,05 \Leftrightarrow m \ge - 2,05\). Mà m là số nguyên âm \(\Rightarrow m \in \left\{ { - 2; - 1} \right\}\). Vậy tổng các giá trị của m thỏa mãn yêu cầu bài toán là -2 – 1 = -3.
Chọn C.