Câu hỏi
Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số \(m\) thuộc khoảng \(\left( { - 6;5} \right)\) sao cho hàm số \(f\left( x \right) = \sin 2x + 4\cos x + mx\sqrt 2 \) không có cực trị trên đoạn \(\left[ { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right]\) ?
- A \(5\)
- B \(4\)
- C \(3\)
- D \(2\)
Phương pháp giải:
+) Tính y’, đặt \(t = \sin x\), xác định khoảng giá trị của t.
+) Xét phương trình \(y' = 0\), đưa phương trình về dạng \(f\left( t \right) = m\).
+) Hàm số ban đầu không có cực trị khi và chỉ khi phương trình \(f\left( t \right) = m\) vô nghiệm trên khoảng t đã xác định.
+) Lập BBT hàm số \(y = f\left( t \right)\) và kết luận.
Lời giải chi tiết:
TXĐ: \(D = \mathbb{R}\).
Ta có:
\(\begin{array}{l}y' = 2\cos 2x - 4\sin x + m\sqrt 2 = 2\left( {1 - 2{{\sin }^2}x} \right) - 4\sin x + m\sqrt 2 \\\,\,\,\,\,\, = - 4{\sin ^2}x - 4\sin x + 2 + m\sqrt 2 \end{array}\)
Đặt \(t = \sin x\), với \(x \in \left[ { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right] \Rightarrow t \in \left[ { - 1;1} \right]\)
Khi đó \(y' = - 4{t^2} - 4t + 2 + m\sqrt 2 \,\,\forall t \in \left[ { - 1;1} \right]\)
Để hàm số không có cực trị trên \(\left[ { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right] \Rightarrow \) Phương trình \(y' = 0\) không có nghiệm thuộc \(\left[ { - 1;1} \right]\).
Xét \(y' = 0 \Leftrightarrow - 4{t^2} - 4t + 2 + m\sqrt 2 = 0\,\,\forall t \in \left[ { - 1;1} \right] \)
\(\Leftrightarrow m\sqrt 2 = 4{t^2} + 4t - 2\,\forall t \in \left[ { - 1;1} \right]\,\)
\( \Leftrightarrow m\sqrt 2 = f\left( t \right) = 4{t^2} + 4t - 2\,\forall t \in \left[ { - 1;1} \right]\,\).
Ta có \(f'\left( t \right) = 8t + 4 = 0 \Leftrightarrow t = \frac{{ - 1}}{2}\).
BBT:
Để phương trình không có nghiệm thuộc \(\left[ { - 1;1} \right] \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}m\sqrt 2 < - 3\\m\sqrt 2 > 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m < \frac{{ - 3}}{{\sqrt 2 }}\\m > 3\sqrt 2 \end{array} \right.\).
Kết hợp điều kiện đề bài \( \Rightarrow m \in \left\{ { - 5; - 4; - 3} \right\}\).
Chọn C.