Phương trình và bất phương trình mũ - logarit chứa tham số

CHỦ ĐỀ 8: BÀI TOÁN CHỨA THAM SỐ

1. Bài toán 1. Tìm tham số m để ( ) ; 0 = f x m có nghiệm (hoặc có k nghiệm) trên miền D.

- Bước 1. Tách m ra khỏi biến số x và đưa về dạng ( ) ( ) = f x P m .

- Bước 2. Khảo sát sự biến thiên của hàm số ( ) f x trên D.

- Bước 3. Dựa vào bảng biến thiên để xác định giá trị tham số ( ) P m để đường thẳng ( ) = y P m nằm

ngang cắt đồ thị hàm số ( ) = y f x .

Một số kiến thức quan trọng để giải quyết bài toán 1

 Hàm số ( ) = y f x có giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất trên D thì giá trị ( ) P m cần tìm để phương trình

có nghiệm thỏa mãn ( ) ( ) ( ) min max ∈ ∈ ≤ ≤ x D x D f x P m f x

 Nếu bài toán yêu cầu tìm tham số để phương trình có k nghiệm phân biệt, ta chỉ cần dựa vào bảng biến

thiên để xác định sao cho đường thẳng ( ) = y P m nằm ngang cắt đồ thị hàm số ( ) = y f x tại k điểm phân

biệt.

 Nếu đổi biến, nói cách khác là đặt ẩn phụ thì ta cần tìm điều kiện cho biến mới và biện luận mối tương

quan số nghiệm giữa biến cũ và biến mới.

 Nếu đề bài yêu cầu tìm tham số m để phương trình bậc hai theo mũ hoặc lôgarit có hai nghiệm phân biệt

1 2 , x x thỏa mãn 1 2 + = x x a hoặc 1 2 = x x b , ta có thể sử dụng định lý Vi-ét sau khi lấy mũ hoặc lôgarit hai

vế hợp lí.

2. Bài toán 2. Tìm tham số m để ( ) ; 0 ≥ f x m hoặc ( ) ; 0 ≤ f x m có nghiệm trên D.

- Bước 1. Tách m ra khỏi biến số x và đưa về dạng ( ) ( ) ≥ f x P m hoặc ( ) ( ) ≤ f x P m

- Bước 2. Khảo sát sự biến thiên của hàm số ( ) f x trên D.

- Bước 3. Dựa vào bảng biến thiên để xác định giá trị của tham số ( ) P m để bất phương trình có nghiệm:

 ( ) ( ) ≤ P m f x có nghiệm trên D ( ) ( ) max ∈ ⇔ ≤ x D P m f x .

 ( ) ( ) ≥ P m f x có nghiệm trên D ( ) ( ) min ∈ ⇔ ≥ x D P m f x .

Một số kiến thức quan trọng để giải quyết bài toán 2

 Bất phương trình ( ) ( ) ≤ P m f x nghiệm đúng ( ) ( ) min ∈ ∀∈ ⇔ ≤ x D x D P m f x .

 Bất phương trình ( ) ( ) ≥ P m f x nghiệm đúng ( ) ( ) max ∈ ∀∈ ⇔ ≥ x D x D P m f x .

 Nếu ( ) ; 0; ≥ ∀∈ f x m x  hoặc ( ) ; 0; ≤ ∀∈ f x m x  với ( ) ; f x m là tam thức bậc hai, ta sẽ sử dụng dấu

của tam thức bậc hai.

3. Một số phương pháp áp dụng trong bài toán

a) Phương pháp đặt ẩn phụ: Đặt ( ) = u x t a hoặc ( ) log = a t u x , tùy theo điều kiện của x ta sẽ tìm được

miền xác định của biến t.

b) Phương pháp hàm số: Đưa phương trình (bất phương trình) về dạng ( ) ( ) = f u f v với ( ) f t là hàm

số đơn điệu và đại diện cho hai vế của phương trình. Khi đó ( ) ( ) = ⇔ = f u f v u v.

c) Dấu của tam thức bậc hai: Xét hàm số ( ) 2 = + + f x ax bx c có hai nghiệm phân biệt 1 2 , x x

 Ta có 2 4 ∆= − b ac và định lý Vi-ét:

1 2

1 2

 + = −   = 

b x x a c x x a

.

 Phương trình ( ) 0 = f x có hai nghiệm dương phân biệt 1 2

1 2

0

0

0

∆>   ⇔ + >   > 

x x

x x

.

 Phương trình ( ) 0 = f x có hai nghiệm trái dấu 0 ⇔ < ac .

 Bất phương trình ( ) 0 0; 0 >  > ∀∈ ⇔∆< 

a f x x  .

 Bất phương trình ( ) 0 0; 0 <  < ∀∈ ⇔∆< 

a f x x  .

Ví dụ 1: Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số m để phương trình

2 2 2 2 1 − = − + x x m m có nghiệm thuộc

đoạn [ ] 0;2 ?

A. 2 B. 3 C. 0 D. 1

Lời giải

Xét ( ) 2 2 = − u x x x trên [ ] 0;2 , có ( ) ( ) 2 2; 0 1 ′ ′ = − = ⇔ = u x x u x x .

Tính ( ) ( ) ( ) ( )

2 2 1 0 0; 1 1; 2 0 1 0 2 1 2

− = = − = →−≤ ≤ ⇔ ≤ ≤ x x u u u u x .

Do đó, phương trình đã cho có nghiệm 2 1 1 1 0 1 2 ⇔ ≤ − + ≤⇔ ≤ ≤ m m m .

Kết hợp với ∈ → m  có 2 giá trị nguyên m cần tìm. Chọn A.

Ví dụ 2: Có bao nhiêu giá trị nguyên của m thuộc [ ] 10;10 − để phương trình 1 2 4 2 0 + + − + = x x m có nghiệm?

A. 3 B. 12 C. 7 D. 15

Lời giải