Câu 37215 - Tự Học 365
Câu hỏi Vận dụng cao

Cho hàm số $y = {\left| x \right|^3} - 3{x^2} + 1$ có đồ thị $\left( C \right)$. Hỏi trên trục $Oy$ có bao nhiêu điểm $A$ mà qua $A$ có thể kẻ đến $\left( C \right)$ đúng ba tiếp tuyến?


Đáp án đúng: c
Luyện tập khác

Phương pháp giải

- Bài toán thỏa \( \Leftrightarrow \) có đúng hai tiếp tuyến kẻ đến đồ thị hàm số $y = f\left( x \right) = {x^3} - 3{x^2} + 1$ trong đó có một tiếp tuyến vuông góc \(Oy\) và một tiếp tuyến thỏa mãn hoành độ tiếp điểm dương.

- Viết phương trình đường thẳng đi qua \(M\left( {0;m} \right) \in Oy\) và có hệ số góc \(k\).

- Viết điều kiện tiếp xúc và tìm điều kiện để phương trình hoành độ giao điểm của tiếp tuyến với đồ thị có hai nghiệm thỏa mãn nhận xét trên.

Xem lời giải

Lời giải của Tự Học 365

Vì hàm số đã cho là hàm số chẵn nên đồ thị $\left( C \right)$ của nó đối xứng qua $Oy$. Do đó từ điểm $A$ trên trục $Oy$ nếu kẻ được một tiếp tuyến $d$ đến $\left( C \right)$ thì ảnh của $d$ qua phép đối xứng trục $Oy$ cũng là một tiếp tuyến của $\left( C \right)$.

Vậy để qua điểm $A$ trên trục $Oy$ có thể kẻ đến $\left( C \right)$ đúng ba tiếp tuyến thì điều kiện cần và đủ là có một tiếp tuyến vuông góc với trục tung và một tiếp tuyến với nhánh phải của đồ thị $\left( C \right)$, tức là phần đồ thị của hàm số $y = f\left( x \right) = {x^3} - 3{x^2} + 1$, với $x \ge 0$.

Gọi $M\left( {0;m} \right)$ thuộc $Oy$ và $\left( \Delta  \right)$ là tiếp tuyến qua $M\left( {0;m} \right)$ có hệ số góc $k$. Ta có: $\left( \Delta  \right):y = kx + m$.

Điều kiện tiếp xúc là: $\left\{ \begin{array}{l}{x^3} - 3{x^2} + 1 = kx + m\\3{x^2} - 6x = k\end{array} \right.$

Suy ra: ${x^3} - 3{x^2} + 1 = x\left( {3{x^2} - 6x} \right) + m$$ \Leftrightarrow m =  - 2{x^3} + 3{x^2} + 1$  $\left( * \right)$

Yêu cầu đề bài tương đương phương trình $\left( * \right)$ có đúng một nghiệm $x = 0$ và một nghiệm $x > 0$.

Phương trình $\left( * \right)$ có nghiệm $x = 0$ nên $m = 1$.

Thử lại, với $m = 1$ thì $\left( * \right)$ trở thành: $ - 2{x^3} + 3{x^2} = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = \dfrac{3}{2}\end{array} \right.$ (đúng).

Vậy $m = 1$.

Đáp án cần chọn là: c

Toán Lớp 12