ĐỒ THỊ HÀM ẨN CHỨA THAM SỐ
I. Lý thuyết
1. CÁCH BIỂN ĐỔI ĐỒ THỊ TỪ ĐỒ THỊ
C : y f x
BAN ĐẦUĐỒ THỊ CÁCH VẼ
y f x Lấy đối xứng đồ thị y f x
qua trục Oy
y f x Lấy đối xứng đồ thị y f x
qua trục Ox
y f x + Giữ nguyên phần đồ thị bên phải Oy của đồ thị
y f x .
+ Bỏ phần đồ thị bên trái Oy của y f x
, lấy đối xứng phần đồ thị được giữ qua Oy.
y f x + Giữ nguyên phần đồ thị phía trên Ox của đồ thị
y f x .
+ Bỏ phần đồ thị phía dưới Oxcủa y f x
, lấy đối xứng phần đồ thị bị bỏ qua Ox.
y f x Thực hiện liên hoàn biến đổi đồ thị y f x
thành đồ thị
y f x , sau đó biến đổi đồ thị y f x thành đồ thị
y f x .
.
y u x v x với
C :yu x v x
.+ Giữ nguyên phần đồ thị trên miền u x
0 của đồ thị
y f x .
+ Bỏ phần đồ thị trên miền u x
0của y f x
, lấy đối xứng phần đồ thị bị bỏ qua Ox.
y f x m với m0 Dịch chuyển đồ thị lên trên m đơn vị.
y f x m với m0 Dịch chuyển đồ thị xuống dưới m đơn vị.
y f xn với n0 Dịch chuyển đồ thị sang trái n đơn vị.
y f xn với n0 Dịch chuyển đồ thị sang phải n đơn vị.
y f px với p1 Co đồ thị theo chiều ngang hệ sốp .
y f px với 0 p1 Giãn đồ thị theo chiều ngang hệ số1
p.
yqf x với p1 Giãn đồ thị theo chiều dọc hệ số q.
yqf x với 0q1 Co đồ thị theo chiều dọc hệ số1
q.
y f x m Vẽ y f x trước sau đó tịnh tiến đồ thị lên trên hoặc xuống dưới tùy theo m.
y f xm Tịnh tiến đồ thị qua trái, phải tùy theo m sau đó lấy đối xứng qua trục Ox(Giữ nguyên phần trên Ox, bỏ phần dưới Ox, lấy đối xứng phần bị bỏ qua Ox)
y f x m Tịnh tiến đồ thị qua trái, phải tùy theo m sau đó lấy đối xứng qua trục Oy(Giữ nguyên phần bên phải Oy, bỏ
phần bên trái Oy, lấy đối xứng phần được giữ nguyên qua Oy).
y f xm Vẽ y f
x trước sau đó tịnh tiến đồ thị sang trái hoặc phải tùy theo m.2. SỰ ĐƠN ĐIỆU HÀM SỐ
Giả sử hàm số f x
có đạo hàm trên khoảng
a b;
khi đó: Nếu f
x 0, x
a b;
hàm số f x
đồng biến trên khoảng
a b;
. Nếu f
x 0, x
a b;
hàm số f x
nghịch biến trên khoảng
a b;
. Nếu f
x 0, x
a b;
hàm số f x
không đổi trên khoảng
a b;
. Nếu f x
đồng biến trên khoảng
a b;
f
x 0, x
a b;
. Nếu f x
nghịch biến trên khoảng
a b;
f
x 0, x
a b;
. Cho hàm số f x
và g x
xác định trên D Nếu hai hàm số f x
và g x
cùng đồng biến, dương và liên tục trên cùng một tập xác định D thì h x
f x g x
. và k x
f x
g x
là các hàm số đồng biến và liên tục trên D. Nếu hai hàm số f x
và g x
cùng nghịch biến, dương và liên tục trên cùng một tập xác định D thì h x
f x g x
. là hàm số đồng biến và liên tục trên D còn
k x f x g x
là hàm số nghịch biến và liên tục trên D.
Nếu hai hàm số f x
đồng biến, dương; g x
nghịch biến, dương và cùng liên tục trên cùng một tập xác định D thì h x
f x g x
. là hàm số nghịch biến và liên tục trên D. Hàm số f x
liên tục và đồng biến (nghịch biến) trên
a b;
thì hàm số f x
mđồng biến (nghịch biến) trên
a b;
. Hàm số f x
liên tục và đồng biến (nghịch biến) trên
a b;
thì hàm số f x m
đồng biến (nghịch biến)
a m b m ;
. Hàm số f x
liên tục và đồng biến (nghịch biến) trên
a b;
thì hàm số f mx
đồng biến (nghịch biến) trên
; , 0
a b m
m m
.
3 .XÁC ĐỊNH TÍNH ĐƠN ĐIỆU CỦA HÀM SỐ DỰA VÀO ĐỒ THỊ f
x . Hàm số y f x
có đạo hàm f
x trên D nếu: Đồ thị hàm số f
x nằm phía trên Ox thì hàm số y f x
đồng biến trên D. Đồ thị hàm số f
x nằm phía dưới Ox thì hàm số y f x
nghịch biến trên D. Hàm số y f x
h x
g x
, cho trước các đồ thị h x g x
,
. Nếu đồ thị h x
nằm phía trên đồ thị g x
thì f
x 0: Hàm số y f x
đồngbiến trên D .
Nếu đồ thị h x
nằm phía dưới đồ thị g x
thì f
x 0: Hàm số y f x
nghịch biến trênD.
4. SỐ ĐIỂM CỰC TRỊ HÀM TRỊ TUYỆT ĐỐI
Gọi m là số điểm cực trị của hàm số y f x
và k là số giao điểm giữa đồ thị
y f x với trục Ox.
Số điểm cực trị của đồ thị hàm số y f x
là mk . Gọi n là số điểm cực trị có hoành độ dương của hàm số y f x
. Số điểm cực trị của đồ thị hàm số y f
x là 2n1 . Bài toán chứa tham số: Cho hình vẽ đồ thị hàm số y f x có n1 điểm cực trị.
Tìm giá trị của tham số m để hàm số y f x
k
f m
có n2 điểm cực trị. Khi tịnh tiến sang trái hoặc sang phải k đơn vị thì số điểm cực trị hàm số
y f xk vẫn bằng số điểm cực trị hàm số y f x .
Để tìm số giao điểm y f x f m với trục Ox ta chuyển về dạng tìm số giao điểm của đồ thị y f x và đường thẳng y f m .
Lưu ý: Số giao điểm này không tính giao tại điểm cực trị của hàm y f x . II. Bài tập
1. NGHIỆM PHƯƠNG TRÌNH
f ( ( ) f x 0
Câu 1. Đồ thị hàm số f x
ax4bx3cx2dx e có dạng như hình vẽ sau.Phương trình a f x ( )4b f x ( )3c f x ( )2df x( ) e 0 (*) có số nghiệm là A. 2. B. 6. C. 12. D. 16.
Hướng dẫn
Ta thấy đồ thị y f x
cắt trục hoành tại 4 điểm phân biệt nên phương trình f x
0 có 4 nghiệm phân biệt:
1 1, 5; 1
x , x2
1; 0, 5
, x3
0; 0, 5
, x4
1,5; 2
. Kẻ đường thẳng ym.Với mx1
1,5; 1
có 2 giao điểm nên (*) có 2 nghiệm.Với m x2
1; 0,5
có 4 giao điểm nên (*) có 4 nghiệm.Với mx3
0; 0,5
có 4 giao điểm nên (*) có 4 nghiệm.Với mx4
1,5; 2
có 2 giao điểm nên (*) có 2 nghiệm.Vậy phương trình (*) có 12 nghiệm.
Chọn C.
Câu 2. Đồ thị hàm số f x
ax4bx3cx2dxecó dạng như hình vẽ sau :Phương trình a f x ( )4b f x ( )3c f x ( )2df x( ) e 0 (*) có số nghiệm là
A. 2. B. 4. C. 6. D. 12.
Hướng dẫn Ta thấy đồ thị y f x
cắt trục hoành tại 2 điểm phân biệtnên phương trình f x
0 có 2 nghiệm phân biệt:
1 2; 1
x , x2
2;3
. Kẻ các đường thẳng ym.Với mx1
2; 1
có 4 giao điểm nên (*) có 4 nghiệm.Với mx2
2;3
có 4 giao điểm nên (*) có 4 nghiệm.Vậy phương trình (*) ban đầu có 6 nghiệm.
Chọn C.
Câu 3. Đồ thị hàm số f x
ax3bx2cxd có dạng như hình vẽ sau:Phương trình a f
x
3b f
x
2cf
x d0 (*) có số nghiệm là A. 3. B. 4. C. 6. D. 9.Hướng dẫn
Đặt t f
x . Ta có at3bt2ctd 0Dựa vào đồ thị hàm số y f x
cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt nên ta tìm được 3 giá trị của t : t1
2; 1,5
, t2
1; 0,5
, t3
0,5;1
Vẽ đồ thị hàm số y f
xKẻ đường thẳng ym.
Với t1
2; 1,5
m f
x t1, có 2 giao điểm nên (*) có 2 nghiệm.Với t2
1; 0,5
m f
x t2, có 2 giao điểm nên (*) có 2 nghiệm.Với t3
0,5;1
m f
x t3, có 2 giao điểm nên (*) có 2 nghiệm.Vậy phương trình (*) có 6 nghiệmChọn C.
Câu 4. Đồ thị hàm số f x
ax3bx2cxd có dạng như hình vẽ sau:Phương trình a f x
( )
3b f x
( )
2c f x( )d0 (*) có số nghiệm làA. 4. B. 6. C. 10. D. 12.
Hướng dẫn
Vẽ đồ thị hàm số y f x
ta thấy đồ thị y f x
cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệtnên phương trình f x 0 có 3 nghiệm phân biệt nhưng chỉ có 1 nghiệm dương :
0;1
x .
Kẻ đường thẳng ym.
Với m x
0;1
có 6 giao điểm nên (*) có 6 nghiệm Chọn C.Câu 5. Cho hàm số y f x
ax3bx2cxd a
0
có đồ thị như hình vẽ.Phương trình f
f x
0 có bao nhiêu nghiệm thực ?A. 9. B. 6. C. 8. D. 7.
Hướng dẫn
Từ đồ thị hàm số đã cho trong hình vẽ ta có phương trình f x
0 có ba nghiệm phân biệt x1, x2 và x3 thuộc khoảng
2; 2
hay
1 2 3
0
x x
f x x x
x x
với x1, x2và x3
thuộc khoảng
2; 2
.Đặt t f x
ta có
1 2 3
0
t t
f t t t
t t
hay
1 2 3
f x t f x t f x t
với t1, t2và t3 thuộc khoảng
2; 2
Dựa vào đồ thị ta thấy ba đường thẳng phân biệt yt1, yt2 và yt3 mỗi đường thẳng luôn cắt đồ thị hàm số tại ba điểm.
Vậy phương trình f
f x
0 có 9 nghiệm Chọn A.Câu 6. Đồ thị hàm số f x
ax3bx2cxd có dạng như hình vẽ:Biết
1 1f 2. Phương trình
3
2
1 0af x bf x cf x d2 (*) có
A. 1 nghiệm đơn 1 nghiệm kép. B. 2 nghiệm đơn 1 nghiệm kép.
C. 2 nghiệm đơn 2 nghiệm kép. D. 4 nghiệm đơn 1 nghiệm kép.
Hướng dẫn
Ta có
1 1f 2
1 1 0f 2
Đặt t f
x . Ta có at3bt2ctd 0Dựa vào đồ thị hàm số y f x
cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt nên ta tìm được 3 giá trị của t : 11; 1 t 2
, t21, t3
1; 2
Tịnh tiến đồ thị y f x
xuống dưới 12 đơn vị sau đó lấy đối xứng phần bên phải đồ thị qua trục tung ta được đồ thị hàm số
1y f x 2. Kẻ đường thẳng ym.
Với 1 1; 1 t 2
11 m f x 2 t
, không có giao điểm nên (*) vô nghiệm.
Với t21
21 m f x 2 t
, tiếp xúc tại 1 điểm và cắt tại 2 điểm nên (*) có 1 nghiệm kép và 2 nghiệm đơn.
Với t3
1; 2
31 m f x 2 t
, có 2 giao điểm nên (*) có 2 nghiệm.
Vậy phương trình (*) có 4 nghiệm đơn 1 nghiệm képChọn D.
Câu 7. Đồ thị hàm số f x
ax4bx3cx2dx e có dạng như hình vẽ sau:Phương trình f x a f x
4b f x
3c f x
2d f x
e (*) cóA. 3 nghiệm đơn 1 nghiệm kép. B. 4 nghiệm đơn 1 nghiệm kép.
C. 5 nghiệm đơn 1 nghiệm kép. D. 6 nghiệm đơn 1 nghiệm kép.
Hướng dẫn
Làm tương tự dựa vào đồ thị ta thấy (*) có 5 nghiệm đơn và 1 nghiệm kép.
Chọn C.
Câu 8. Đồ thị hàm số f x
ax4bx2c có dạng như hình vẽ:Phương trình f x a f x
4b f x
2c (*) cóA. 3 nghiệm đơn 2 nghiệm kép. B. 2 nghiệm đơn 3 nghiệm kép.
C. 5 nghiệm đơn 2 nghiệm kép. D. 4 nghiệm đơn 1 nghiệm kép.
Hướng dẫn
Làm tương tự dựa vào đồ thị ta thấy (*) có 2 nghiệm đơn và 3 nghiệm kép.
Chọn B.
Câu 9. Đồ thị hàm số f x
ax4bx2c có dạng như hình vẽ :Phương trình f
f x
m có 4 nghiệm thì số giá trị nguyên của m thỏa mãn làA. 1 B. 4 . C. 3. D. 2.
Hướng dẫn
Hàm số y f x
là hàm bậc 4 trùng phương, đồ thị đối xứng qua trục tung nên
1
1 2f f
Phương trình f
f x
m có 4 nghiệm thì đồ thị hàm số y f
f x
cắt đường thẳng ym tại 4 điểm phân biệt.Đặt f x
t f t
m. Phương trình f x
m có 2 nghiệm phân biệt khi m 1Để phương trình f
f x
m có 4 nghiệm phân biệt thì f t
m có 2 nghiệm 1 Do đó 1 m2m
0;1 Chọn D.Câu 10. Đồ thị hàm số đa thức y f x
có dạng như hình vẽ :Phương trình f
f x
m có 4 nghiệm thì số giá trị nguyên của m thỏa mãn làA. 3. B. 4 . C. 5. D. 6.
Hướng dẫn
Phương trình f
f x
m có 4 nghiệm thì đồ thị hàm số y f
f x
cắt đường thẳng ym tại 4 điểm phân biệt.Đặt f x
t f t
m. Phương trình f x
m có 2 nghiệm phân biệt khi m 1Để phương trình f
f x
m có 4 nghiệm phân biệt thì f t
m có 2 nghiệm 1 Do đó 1 m 3 m
0;1; 2
Chọn A.Câu 11. Đồ thị hàm số f x
ax3bx2cxd có dạng như hình vẽ sau:Để phương trình f
f x
1
m có số nghiệm là lớn nhất thì m
a b;
. Giá trị2 b alà
A. 8 B. 4 . C. 6. D. 7. Hướng dẫn
Vẽ đồ thị hàm số y f x
1 bằng cách từ đồ thị hàm số y f x
tịnh tiến lên trên 1 đơn vị . Phương trình bậc 9 f
f x
1
m có tối đa 9 nghiệm. Do đó đường thẳng ym cắt đồ thị hàm số tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lớn hơn2m
2; 2
a 2;b2 b 2a6 Chọn C.
2. CỰC TRỊ
Câu 1 : Hàm số y f x có đồ thị như hình vẽ:
Với m
1;1
thì hàm số g x f
x2019m22019
có bao nhiêu điểm cực trị ? A. 1. B. 2. C. 3. D. 0.Hướng dẫn
Lấy đối xứng trước ta được đồ thị hàm số f
x như hình bên dướiĐồ thị hàm số f
xm
được suy ra từ đồ thị hàm số f x bằng cách lấy đối xứng trước rồi mới tịnh tiến.Dựa vào đồ thị hàm số f
x ta thấy f
x có 3 điểm cực trị f
x2019m21
cũng có 3 điểm cực trị vì phép tịnh tiến không làm thay đổi số cực trị Chọn C.
Câu 2 : Cho hàm số bậc ba y f x
có đồ thị như hình vẽ bên.Tìm tham số m để hàm số y f x m có ba điểm cực trị?
A. 1m3. B. m 1 hoặc m3.
C. m 1 hoặc m3. D. m 3 hoặc m1.
Hướng dẫn
Đồ thị hàm số y f x
m là đồ thị y f x
tịnh tiến lên trên một đoạn bằng mkhi m0, tịnh tiến xuống dưới một đoạn bằng m khi m0. Hơn nữa đồ thị y f x m là:
+) Phần đồ thị của y f x
m nằm phía trên trục Ox.+) Lấy đối xứng phần đồ thị của y f x
m nằm dưới Ox qua Ox và bỏ đi phần đồ thị của y f x
m nằm dưới Ox.Vậy để đồ thị hàm số y f x
m có ba điểm cực trị thì đồ thị hàm số
y f x m xảy ra hai trường hợp:
+) Đồ thị hàm số y f x
m nằm phía trên trục hoành hoặc có điểm cực tiểu thuộc trục Ox và cực đại dương. Khi đó m3.+) Đồ thị hàm số y f x
m nằm phía dưới trục hoành hoặc có điểm cực đại thuộc trục Ox và cực tiểu dương. Khi đó m 1.Vậy giá trị mcần tìm là m 1 hoặc m3Chọn C.
Câu 3 : Cho hàm số y f x có đồ thị như hình vẽ bên
Biết rằng hàm số y f x có m điểm cực trị, hàm số y f x có n điểm cực trị, hàm số y f
x có p điểm cực trị. Giá trị m n p làA. 26. B. 30. C. 27. D. 31. Hướng dẫn
Hàm số y f x có 6 điểm cực trị,
Hàm số y f x cắt trục hoành tại 5 điểm nên y f x có 6 5 11 điểm cực trị, Hàm số y f x có 4 điểm cực trị có hoành độ dương nên hàm số y f
x có2.4 1 9 điểm cực trị.
Vậy m n p 6 11 9 26Chọn A.
Câu 4 : Cho hàm số y f x m
;
có đồ thị hàm số y f
x m;
như hình vẽ:Biết f a
f c
0, f b
0 f e
. Hỏi hàm số y f x m ; có bao nhiêu điểm cực trị ?A. 5. B. 7. C. 9. D. 10. Hướng dẫn
Từ đồ thị của hàm số y f
x m;
ta có bảng biến thiên:Dựa vào bảng biến thiên ta thấy hàm số y f x m
;
có 4 điểm cực trị.Khi f a
f c
0, f b
0 f e
thì đồ thị hàm số y f x m
;
cắt trục hoành tại3 điểm phân biệt nên hàm số y f x m ; có 7 điểm cực trị Chọn B.
Câu 5 : Cho đồ thị hàm số y f x
như hình vẽ dưới đây:Có bao nhiêu giá trị nguyên dương của tham số m để hàm số
2
m4
y f x có
7 điểm cực trị.
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. Hướng dẫn
Hàm số y f x
2
có đồ thị bằng cách từ đồ thị hàm số y f x
tịnh tiến sang phải 2 đơn vị.Hàm số
2
m4
y f x có đồ thị bằng cách từ đồ thị hàm số y f x
2
tịnh tiến xuống dưới4
m đơn vị.
Ta thấy đồ thị hàm số y f x
có 3 điểm cực trị. Khi tịnh tiến sang phải 2 đơn vị thì số điểm cực trị hàm số y f x
2
vẫn là 3 điểm cực trị.Để đồ thị hàm số
2
m4
y f x có 7 điểm cực trị thì đồ thị y f x
cắt trụchoành tại 4 điểm phân biệt (theo hướng kéo đồ thị xuống dưới).
0 1
m4
0 4
m . Do m suy ra m
1; 2;3
.Vậy có 3 giá trị tham số m thỏa mãn Chọn C.
3. BIẾN ĐỔI ĐỒ THỊ HÀM ẨN ĐA THỨC
Câu 1. Cho hàm số f x
x3bx2cxd và g x
f mx
n
có đồ thị như hình vẽ:Hàm số f x
nghịch biến trên khoảng có độ dài bằng k, hàm số g x
nghịch biến trên khoảng có độ dài bằng 2k. Giá trị biểu thức 2m n làA. 3. B.0. C.1 . D. 5. Hướng dẫn
Ta có f
x x32ax2cxd f
x 3x22bx c .Hàm số đạt cực trị tại x0 và đồ thị hàm số qua điểm
1; 0
nên
1 0 0 0 1 1 0 f f f a
1 2 0 1 a b c d
x3 2x2 1f x
.
Hàm số f x
nghịch biến trên khoảng có độ dài bằng k, hàm số g x
nghịchbiến trên khoảng có độ dài bằng 2k suy ra 1 m 2.
Ta có g x mxn32mxn21. Hệ số tự do bằng: n32n21. Đồ thị hàm số
g x cắt trục tung tại điểm
0; 2
nên n32n2 1 2 n32n2 3 0n 1. Vậy 2m n 0 Chọn B.Câu 2. Cho hàm số bậc ba f x
và g x
f mx
n
,
m n;
có đồ thị như hình vẽ:Hàm số g x
nghịch biến trên khoảng có độ dài bằng 5. Giá trị biểu thức 3m2n là A. 5. B. 13 5 . C.16
5 . D. 4.
Hướng dẫn Ta có f
x ax3bx2cxd f
x 3ax22bxc.Hàm số đạt cực trị tại x0;x2 và đồ thị hàm số qua điểm
0; 1
,
2;3
nên
0 0 2 0
0 1
2 3 f
f f f
1 3 0 1 a b c d
x3 3x2 1f x
.
Hàm số f x
đồng biến trên
0; 2
, độ dài khoảng đồng biến bằng 2Hàm số g x
f mx
n
nghịch biến trên khoảng có độ dài bằng 5 nên
g x f mxn đồng biến trên khoảng có độ dài bằng 5 suy ra 2 m 5.
Ta có g x mxn33mxn21. Hệ số tự do bằng: n33n2