Quảng cáo
Đồ thị của hàm số đa thức
QR

Đồ thị của hàm số đa thức

Nguồn: toanmath.com

Tài liệu chủ đề đồ thị của hàm số đa thức gồm 10 trang, được biên soạn bởi tác giả Lê Phúc Lữ (ĐH KHTN TP HCM) và Trần Nguyễn Thanh Danh (PTNK TP HCM), hướng tới kỳ thi chọn học sinh giỏi Toán THPT cấp Quốc gia năm 2023.

Xem trước nội dung

Hướng tới kỳ thi HSG quốc gia 2023

1

ĐÔ ̀ THỊ CỦ A HÀ M SÔ ́ ĐA THỨ C

Lê Phúc Lữ (ĐH KHTN TPHCM),

Trâ ̀n Nguyê ̃n Thanh Danh (PTNK TPHCM)

Ta bâ ́t đâ ̀u từ câu hỏi: tại sao pha ̀n mê ̀m Geogebra có chứ c năng (dự ng đườ ng conic đi qua 5 điê ̉m) và đo ̀ thị conic sễ luôn dự ng đượ c nê ́u trong 5 điê ̉m đã xết, không có 3 điê ̉m tha ̉ng hàng? Mong râ ̀ng qua bầi viê ́t nầy, bận đọc có thê ̉ tự trẩ lờ i đượ c câu hỏi đó.

Ta xuâ ́t phất từ bầi toấn nhệ nhầng như sâu:

Bài toán 1. Cho hầm so ́ 2 ( ) 2 , f x x x   tìm điê ̀u kiê ̣n của tham so ́ m đê ̉

2022 ( ( ( )...)) f f x m  có

2022 2 nghiê ̣m thự c phân biê ̣t.

Lờ i giải. Ta vễ đo ̀ thị của ( ) f x như bên dướ i vầ đi biê ̣n luâ ̣n từ ( ) (*) f x m  . Đê ̉ phương

trình nầy có hai nghiê ̣m phân biê ̣t thì đườ ng thâ ̉ng nâ ̀m ngang y m  phẩi câ ́t đo ̀ thị tậi hai

điê ̉m, dự a vầo thì dê ̃ thâ ́y 1. m  Tâ đâ ̣t hai nghiê ̣m tương ứ ng lầ 1 2 , . x x

Lậi xết tiê ́p ( ( )) f f x m  , đê ̉ phương trình nầy có 2 2 4  nghiê ̣m thì trướ c đó, (*) phẩi có 2

nghiê ̣m phân biê ̣t, đâ ̣t lầ 1 2 , x x như trên. Tâ viê ́t lậi

1 2 ( ( )) ( ( ) )( ( ) ) 0 f f x m f x x f x x      .

Mo ̃i phương trình ( ) 0, 1,2 i f x x i    lậi phẩi có 2 nghiê ̣m phân biê ̣t nên ta coi cấc so ́ ix

nầy có vai trò như tham so ́ m ở trên vầ điê ̀u kiê ̣n cho cấc so ́ nầy lầ 1. ix  Tiê ́p tục dự a vầo

đo ̀ thị, ta thâ ́y (*) có hai nghiê ̣m phân biê ̣t 1 ix  khi 1 3 m   .

Nê ́u xết tiê ́p ( ( ( ))) f f f x m  có 3 2 8  nghiê ̣m thì tương tự trên, câ ̀n tìm m đê ̉ (*) có hai

nghiê ̣m ix phân biê ̣t thỏa mẫn 1 3. ix   Đây lầ điê ̉m mâ ́u cho ́t của bầi toấn, ta quan sất đo ̀

thị vầ thâ ́y râ ̀ng, đườ ng thâ ̉ng 3 y  câ ́t tậi ( 1;3)  vầ (3;3) . Vì thê ́ vớ i điê ̀u kiê ̣n 1 3 m  

thì (*) cũng sễ có hai nghiê ̣m phân biê ̣t ix cũng thỏa mẫn 1 3 ix   . Vớ i sự “may mâ ́n” nầy,

điê ̀u kiê ̣n cho cấc phương trình chứ a hầm hợ p nhiê ̀u lâ ̀n hơn sễ không thây đo ̉i. Vì thê ́ nên đê ̉

( ( ( ) )) , 3

k f f x m k   có 2k nghiê ̣m phân biê ̣t

thì điê ̀u kiê ̣n lầ 1 3. m  

Hướng tới kỳ thi HSG quốc gia 2023

2

 Có mo ̣t câu hỏi đa ̣t ra là vớ i điê ̀u kiê ̣n nào của , , a b c thì tam thứ c 2 ax bx c   có đa ̣c điê ̉m

tương tự trên? Tiê ́p theo, ta xết mo ̣t bài toán khác cũng ra ́t thú vị vê ̀ tam thứ c ba ̣c hai.

Bài toán 2. Cho tam thức bậc hai hệ số thực

2 ( ) f x ax bx c với 0 a .

a) Biết rằng ( ( )) f f x x có nghiệm thực duy nhất 0. x x Tính giá trị của 0 ( ). f x

b) Giả sử rằng đồ thị hàm số ( ) y f x và ( ) x f y cắt nhau tại bốn điểm phân biệt tạo thành

tứ giác . ABCD Chứng minh rằng AC BD và ABCD không phải là hình thang.

Lờ i giải.

a) Dướ i đây, tâ xết ba cấch giẩi cho bầi toấn nầy:

Cách 1. Theo đề bài, ( ) f x x  phải có nghiệm duy nhất vì:

* Nếu ( ) f x x  vô nghiệm thì phải có ( ) , f x x x   hoâ ̣c ( ) , f x x x  . Trườ ng hợ p thứ nhâ ́t

sễ kếo theo ( ( )) ( ) , f f x f x x x    dâ ̃n đê ́n phương trình bân đâ ̀u vô nghiê ̣m. Trườ ng hợ p sau

cũng tương tự .

* Nếu ( ) f x x  có 2 nghiệm phân biệt là 1 2 , x x thì 1 1 1 ( ( )) ( ) f f x f x x   vầ 2 2 ( ( )) f f x x  nên

( ( )) f f x x  có ít nhâ ́t hai nghiê ̣m, cũng không thỏa mẫn.

Do đó, ( ) f x x  có nghiệm duy nhất, tứ c lầ nghiê ̣m kếp, cũng chính lầ nghiê ̣m 0x bân đâ ̀u. Suy

ra

2 0 ( ) ( ) f x x a x x    . Đậo hầm hai vê ́ đượ c 0 ( ) 1 2 ( ) f x a x x    nên có ngay 0 ( ) 1. f x  

Cách 2. Ta có kê ́t quẩ to ̉ng quất hơn: nê ́u đâ thứ c ( ) P x bâ ̣c châ ̃n có nghiê ̣m duy nhâ ́t 0x thì đó

cũng lầ nghiê ̣m của ( ). P x  Thâ ̣t vâ ̣y, thêo định lý Bezout thì 0 ( ) ( ) ( ) P x x x Q x   vớ i ( ) Q x lầ đâ

thứ c bâ ̣c lể. Khi đó, ( ) Q x phẩi còn nghiê ̣m nữ a, vầ nghiê ̣m đó phẩi trùng vớ i 0x nên tâ đâ ̣t …

Trên đây là phần đầu tài liệu — bấm Đọc sách để xem đầy đủ.

Quảng cáo
Quảng cáo