Cho hàm số\(y={{x}^{3}}+(m-1){{x}^{2}}-3mx+2m+1\) có đồ thị (Cm), biết rằng đồ thị \(({{C}_{m}})\) luôn đi qua hai điểm cố định \(A,\,B.\) Có bao nhiêu số nguyên dương \(m\) thuộc đoạn \(\left[ -2020;2020 \right]\) để \(({{C}_{m}})\) có tiếp tuyến vuông góc với đường thẳng \(AB\)?
A. 4041
B. 2021
C. 2019
D. 2020
Lời giải của giáo viên
Hàm số được viết lại thành \(\left( {{x}^{2}}-3x+2 \right)m+{{x}^{3}}-{{x}^{2}}+1-y=0.\)
Một điểm \(M\left( {{x}_{0}};{{y}_{0}} \right)\) là điểm cố định của đồ thị hàm số thì phương trình \(\left( x_{0}^{2}-3x_{0}^{{}}+2 \right)m+x_{0}^{3}-x_{0}^{2}+1-{{y}_{0}}=0\) phải nghiệm đúng với mọi \(m,\) xảy ra khi và chỉ khi \(\left\{ \begin{array}{l} x_0^2 - 3{x_0} + 2 = 0\\ x_0^3 - x_0^2 + 1 - {y_0} = 0 \end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} {x_0} = 1;{y_0} = 1\\ {x_0} = 2;{y_0} = 5 \end{array} \right..\)
Giả sử \(A\left( 1;1 \right),B\left( 2;5 \right)\Rightarrow \overrightarrow{AB}=\left( 1;4 \right)\) khi đó hệ số góc của đường thẳng \(AB\) là \(k=4.\)
Đặt \(f\left( x \right)={{x}^{3}}+\left( m-1 \right){{x}^{2}}-3mx+2m+1\)
Để trên đồ thị hàm số có điểm mà tiếp tuyến tại đó vuông góc với đường thẳng \(AB\) thì hệ số góc tại tiếp điểm phải bằng \(k'=-\frac{1}{4}.\) Điều đó xảy ra khi và chỉ khi \(f'\left( x \right)=-\frac{1}{4}\) có nghiệm.
Ta có \(f'\left( x \right)=3{{x}^{2}}+2\left( m-1 \right)x-3m.\)
Phương trình \(f'\left( x \right)=-\frac{1}{4}\Leftrightarrow 3{{x}^{2}}+2\left( m-1 \right)x-3m=-\frac{1}{4}\left( 1 \right).\)
Phương trình (1) có nghiệm khi \(\Delta '\ge 0\Leftrightarrow m\in \left( -\infty ;\frac{-7-4\sqrt{3}}{2} \right]\cup \left[ \frac{-7+4\sqrt{3}}{2};+\infty \right).\)
Với \(\frac{-7+4\sqrt{3}}{2}\approx -0,03\) nên các số nguyên dương \(m\in \left[ -2020;2020 \right]\) là \(\left\{ 1;2;3;...;2020 \right\}.\)
Vậy có 2020 số thỏa mãn yêu cầu bài toán.
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Cho hàm số \(y=f(x)\) có bảng biến thiên như sau
Khẳng định nào sau đây đúng?
Cho hàm số \(f\left( x \right)={{x}^{3}}-3x+m\) ( với m là tham số thực). Biết \(\underset{\left( -\infty ;0 \right)}{\mathop{\max }}\,f\left( x \right)=5\) . Giá trị nhỏ nhất của hàm số \(y=f\left( x \right)\) trên \(\left( 0;+\infty \right)\) là
Đồ thị của hàm số nào dưới đây có dạng như đường cong trong hình bên?
Mặt phẳng \((A{B}'{C}')\) chia khối lăng trụ \(ABC.{A}'{B}'{C}'\) thành hai khối đa diện \(A{A}'{B}'{C}'\) và \(ABC{C}'{B}'\) có thể tích lần lượt là \({{V}_{1}},\,{{V}_{2}}\). Khẳng định nào sau đây đúng?
Có bao nhiêu giá trị nguyên dương của tham số \(m\) không vượt quá 2020 để hàm số \(y=-{{x}^{4}}+(m-5){{x}^{2}}+3m-1\) có ba điểm cực trị
Phương trình đường tiệm cận ngang của đồ thị hàm số \(y=\frac{3-2x}{x+1}\) là
Cho hàm số \(y=f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như sau:
Tổng số đường tiệm cận ngang và tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho là
Cho hàm số \(f\left( x \right)\) có bảng biến thiên của hàm số \(y={f}'\left( x \right)\) như hình vẽ bên. Tính tổng các giá trị nguyên của tham số \(m\in \left( -10\,;\,10 \right)\) để hàm số \(y=f\left( 3x-1 \right)+{{x}^{3}}-3mx\) đồng biến trên khoảng \(\left( -2\,;\,1 \right)\)?
Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy là hình vuông cạnh \(a,\) mặt bên \(SAB\) nằm trong mặt phẳng vuông góc với \(\left( ABCD \right),\text{ }\widehat{SAB}={{60}^{0}},\text{ }SA=2a.\) Thể tích \(V\) của khối chóp \(S.ABCD\) là
Cho hàm số \(y=\frac{x+1}{{{x}^{2}}-2x-3}\). Tổng số tiệm cận đứng và tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đã cho là
Cho hàm số \(y=f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như sau
Hàm số đạt cực tiểu tại điểm
Cho hàm số \(y=\frac{2x+1}{x-1}\). Mệnh đề đúng là
Kim tự tháp Kê-ốp ở Ai Cập được xây dựng vào khoảng \(2500\) năm trước Công nguyên. Kim tự tháp này có hình dạng là một khối chóp tứ giác đều có chiều cao \(147\) m, cạnh đáy dài \(230\) m. Thể tích \(V\) của khối chóp đó là
Cho hàm\(y=f(x)\) liên tục trên đoạn \(\left[ -2;5 \right]\) và có đồ thị như hình vẽ bên. Gọi \(M\) và \(m\) lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số đã cho trên đoạn \(\left[ -2;5 \right]\). Giá trị của \(M-m\) bằng
Cho hàm số y=f(x) liên tục trên \(\mathbb{R}\) có đồ thị như hình vẽ . Biết \({{H}_{1}}\) có diện tích bằng 7, \({{H}_{2}}\) có diện tích bằng 3. Tính \(I=\int\limits_{-2}^{-1}{(2x+6)f({{x}^{2}}+6x+7)\text{d}x}\)