Câu hỏi
Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số thực \(m\) thuộc khoảng \(\left( { - 1000;1000} \right)\) để hàm số \(y = 2{x^3} - 3\left( {2m + 1} \right){x^2} + 6m\left( {m + 1} \right)x + 1\) đồng biến trên khoảng \(\left( {2; + \infty } \right)\)?
- A \(999\)
- B \(1001\)
- C \(1998\)
- D \(998\)
Phương pháp giải:
Hàm số \(y = f\left( x \right)\) đồng biến trên \(\left( {2; + \infty } \right) \Leftrightarrow f'\left( x \right) \ge 0\;\;\forall x \in \left( {2; + \infty } \right).\)
Lời giải chi tiết:
Ta có: \(y' = 6{x^2} - 6\left( {2m + 1} \right)x + 6m\left( {m + 1} \right)\)
\( \Rightarrow y' = 0 \Leftrightarrow {x^2} - \left( {2m + 1} \right)x + {m^2} + m = 0.\;\;\;\left( * \right)\)
Ta có: \(\Delta = {\left( {2m + 1} \right)^2} - 4\left( {{m^2} + m} \right) = 4{m^2} + 4m + 1 - 4{m^2} - 4m = 1 > 0\)
\( \Rightarrow \left( * \right)\) luôn có hai nghiệm phân biệt \({x_1};\;{x_2}\;\;\left( {{x_1} < {x_2}} \right)\) với mọi \(m.\)
Áp dụng hệ thức Vi-ét ta có:\(\left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} = 2m + 1\\{x_1}{x_2} = {m^2} + m\end{array} \right..\)
Hàm số đồng biến trên \(\left( {2; + \infty } \right) \Leftrightarrow y' \ge 0\;\;\forall x \in \left( {2; + \infty } \right)\)
\[\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left( {2; + \infty } \right) \subset \left( {{x_2}; + \infty } \right) \Leftrightarrow {x_1} < {x_2} \le 2\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} < 4\\\left( {{x_1} - 2} \right)\left( {{x_2} - 2} \right)\end{array} \right. \ge 0 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} < 4\\{x_1}{x_2} - 2\left( {{x_1} + {x_2}} \right) + 4 \ge 0\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}2m + 1 < 4\\{m^2} + m - 2\left( {2m + 1} \right) + 4 \ge 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m < \frac{3}{2}\\{m^2} - 3m + 2 \ge 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m < \frac{3}{2}\\\left[ \begin{array}{l}m \le 1\\m \ge 2\end{array} \right.\end{array} \right. \Leftrightarrow m \le 1\end{array}\]
Lại có: \(\left\{ \begin{array}{l}m \in \mathbb{Z}\\m \in \left( { - 1000;\;1000} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \in \mathbb{Z}\\m \in \left( { - 1000;\;1} \right]\end{array} \right.\)
Vậy có tất cả 1001 giá trị \(m\) thỏa mãn bài toán.
Chọn B.