Tìm điều kiện của tham số m để bất phương trình

Không ít các bạn học sinh THPT bày tỏ rằng mình thường hay gặp khó khăn với các dạng toán tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm. Hãy cùng Vuihoc điểm nhanh lý thuyết cũng như một số cách giải dạng toán “khó nhằn” này nhé!

Trước khi tìm hiểu lý thuyết và bài tập tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm, các em tham khảo bảng tổng quan kiến thức dưới đây để khái quát về dạng toán này nhé!

1. Ôn tập lý thuyết về bất phương trình mũ

1.1. Công thức bất phương trình mũ cơ bản

Trước khi vào chi tiết bài toán tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm, ta cần hiểu lý thuyết cơ bản về bất phương trình mũ.

Bất phương trình mũ cơ bản có dạng $a^{x}>b$ (hoặc $a^{x} 0, a ≠1 Ta xét bất phương trình có dạng $a^{x}>b$.

• Nếu b ≤ 0, tập nghiệm của bất phương trình là $\mathbb{R}$, vì $a^{x}>b$, ∀x ∈ $\mathbb{R}$.

• Nếu b > 0 thì bất phương trình tương đương với $a^{x}>b$.

Với a > 1, nghiệm của bất phương trình là $x>log_{a}b$

Với 0 < a < 1, nghiệm của bất phương trình là $x

1.2. Công thức khái quát cách tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm

Để giải bài tập tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm, các em cần nắm vững công thức tổng quát về phương pháp này:

Bài toán: Tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm trên D: 

  ?

Bước 1: Cô lập tham số m và đưa về dạng $A(m)>f(x)$ hoặc $A(m)\geq f(x)$ hoặc $A(m)\leq f(x)$ hoặc $A(m)< f(x)$

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

Bước 3: Dựa vào bảng biến thiên xác định các giá trị của tham số m.

Lưu ý: Nếu hàm số $y=f(x)$ có giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất trên D thì:

• Bất phương trình $A(m)\leq f(x)$ có nghiệm trên $D\Leftrightarrow A(m)\leq \max_{D}f(x)$
• Bất phương trình $A(m)\leq f(x)$ nghiệm đúng $\forall x\in D\Leftrightarrow A(m)\leq \min_{D}f(x)$
• Bất phương trình $A(m)\geq f(x)$ có nghiệm trên $D\Leftrightarrow A(m)\geq \min_{D}f(x)$
• Bất phương trình $A(m)\geq f(x)$ nghiệm đúng $\forall x\in D\Leftrightarrow A(m)\geq \max_{D}f(x)$

Để hiểu hơn về cách tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm, chúng ta cùng đi chi tiết vào các dạng bài sau đây nhé!

2. Phương pháp tìm m để bất phương trình có nghiệm

2.1. Phương pháp đưa về cùng cơ số để hạ mũ và biện luận

Với a>1: $a^{f(x)}>b^{f(x)}>log_ab$

Với 0b^{f(x)}

Cùng theo dõi ví dụ sau để hiểu hơn về phương pháp đưa về cùng cơ số để tìm m để bất phương trình có nghiệm:

Ví dụ: Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số m để bất phương trình $(\frac{2}{e})^{x^2+2mx+1}\leq (\frac{2}{e})^{2x-3m}$ nghiệm đúng với mọi $x\in \mathbb{R}$?

2.2. Tìm m để bất phương trình có nghiệm bằng cách đặt ẩn phụ

Đặt ẩn phụ là cách tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm hiệu quả với những bất phương trình khó, phức tạp. Mục đích của đặt ẩn phụ là đưa những bất phương trình phức tạp trở về dạng cơ bản như bất phương trình bậc hai để dễ dàng hơn trong việc xử lý bài toán. Cụ thể hơn, chúng ta cùng xem xét ví dụ sau để hiểu rõ hơn về phương pháp giải này:

2.3. Phương pháp đánh giá trong bài toán tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm

Trước khi áp dụng phương pháp đánh giá vào bài toán tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm, ta cần nắm chắc kiến thức về tính đơn điệu của hàm số:

Theo định nghĩa: 

Một hàm số (C): y = f(x) có tập xác định là M. Nếu:

• Hàm số (C) gọi là đồng biến trên M khi x1 > x2 ⇒ f(x1) > f(x2) với ∀x1, x2 ∈ M

• Hàm số (C) gọi là nghịch biến trên M khi x1 > x2 ⇒ f(x1) < f(x2) với ∀x1, x2 ∈ M

Điều kiện cần và đủ để hàm số đơn điệu:

Giả sử I là một khoảng, một đoạn hoặc một nửa khoảng. Hàm số f liên tục và có đạo hàm trên khoảng I. Khi đó hàm số f:

• Đồng biến trên $I\Leftrightarrow f'(x)\geq 0,\forall x\in I$
• Nghịch biến trên $I\Leftrightarrow f'(x)\leq 0,\forall x\in I$

Cụ thể hơn, chúng ta cùng xét ví dụ sau đây:

3. Bài tập áp dụng

Để hiểu sâu hơn và nắm vững lý thuyết, VUIHOC gửi tặng các em bộ tài liệu đầy đủ các dạng toán tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm dễ gặp nhất trong chương trình học và các đề thi. Tải về ngay nhé!

Tải xuống bộ tài liệu toán tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm

Các em đã cùng Vuihoc điểm lại lý thuyết cùng những phương pháp giải bài toán tìm m để bất phương trình mũ có nghiệm. Hy vọng rằng sau bài viết này, các em sẽ dễ dàng xử lý các bài toán bất phương trình mũ có tham số.

Phương pháp:

- Bước 1: Đặt điều kiện cho ẩn để các biểu thức có nghĩa.

- Bước 2: Biến đổi bất phương trình đã cho, nêu điều kiện để bất phương trình có nghiệm hoặc biện luận theo \(m\) nghiệm của bất phương trình.

- Bước 3: Giải điều kiện ở trên để tìm và kết luận điều kiện tham số.

Ví dụ: Tìm \(m\) để bất phương trình \(m{.4^x} - 2 < 0\) nghiệm đúng với mọi \(x\).

A. \(m \in R\)   

B. \(m = 0\)    

C. \(m > 0\)            

D. \(m \le 0\)

Phương pháp:

- Biến đổi bất phương trình đã cho về \(m{.4^x} < 2\).

- Biện luận bất phương trình theo \(m\) nghiệm của bất phương trình.

Cách giải:

Ta có: \(m{.4^x} - 2 < 0 \Leftrightarrow m{.4^x} < 2\).

+ Nếu \(m \le 0\) thì \(m{.4^x} \le 0 < 2\) đúng với mọi \(x\).

+ Nếu \(m > 0\) thì \(m{.4^x} < 2 \Leftrightarrow {4^x} < \dfrac{2}{m} \Leftrightarrow x < {\log _4}\dfrac{2}{m}\), do đó bất phương trình không nghiệm đúng với mọi \(x\).

Vậy \(m \le 0\).

Chọn D.

Hướng dẫn Cách giải bất phương trình bậc 2 chứa tham số hay nhất, chi tiết, bám sát nội dung SGK Toán lớp 10, giúp các em ôn tập tốt hơn.

1. Bất phương trình bậc hai

- Bất phương trình bậc hai ẩnxlà bất phương trình dạng ax2 + bx + c < 0

(hoặc ax2 + bx + c≤ 0, ax2 + bx + c > 0, ax2 + bx + c≥ 0), trong đóa,b,clà những số thực đã cho,a≠0.

* Ví dụ:x2– 2 >0; 2x2+3x – 5 <0;

- Giải bất phương trình bậc haiax2 + bx + c < 0 thực chất là tìm các khoảng mà trong đó f(x) = ax2 + bx + c cùng dấu với hệ số a (trường hợpa<0) hay trái dấu với hệ sốa(trường hợpa>0).

2. Dấu của tam thức bậc hai

Nhận xét:

* Định lý:Chof(x) = ax2+ bx + c,Δ = b2– 4ac.

– NếuΔ<0 thì f(x) luôn cùng dấu với hệ số a với mọi x∈ R.

– NếuΔ=0 thì f(x) luôn cùng dấu với hệ số a trừ khi x =-b/2a.

–NếuΔ>0 thì f(x) luôn cùng dấu với hệ số akhi x x2; trái dấu với hệ số a khi x1< x < x2trong đó x1, x2(với x1 < x2)là hai nghiệm của f(x).

3.Cách xét dấu của tam thức bậc 2

– Tìm nghiệm của tam thức

– Lập bảng xét dấu dựa vào dấu của hệ số a

– Dựa vào bảng xét dấu và kết luận

4. Giải bất phương trình bậc 2

– Giải bất phương trình bậc hai ax2+ bx + c < 0 thực chất là tìm các khoảng mà trong đó f(x) = ax2+ bx + c cùng dấu với hệ số a (trường hợp a<0) hoặc trái dấu với hệ số a (trường hợp a>0).

Để giải BPT bậc hai ta áp dụng định lí về dấu của tam thức bậc hai.

5. Một số dạng toán thường gặp

Dạng 1:Giảibấtphương trình bậc hai.

Phương pháp:

- Bước 1:Biến đổi bất phương trình về dạng một vế là tam thức bậc hai, một vế bằng0.

- Bước 2:Xét dấu vế trái của tam thức bậc hai và kết luận nghiệm.

Dạng 2: Giải bất phương trình tích.

Phương pháp:

- Bước 1:Biến đổi bất phương trình về dạng tích các nhị thức bậc nhất và tam thức bậc hai.

- Bước 2:Xét dấu các nhị thức bậc nhất và tam thức bậc hai ở trên và kết luận nghiệm.

Dạng 3: Giải bất phương trình chứa ẩn ở mẫu

Phương pháp:

- Bước 1:Biến đổi bất phương trình đã cho về dạng tích, thương các nhị thức bậc nhất và tam thức bậc hai.

- Bước 2:Xét dấu các nhị thức bậc nhất và tam thức bậc hai ở trên và kết luận nghiệm.

Chú ý:Cần chú ý điều kiện xác định của bất phương trình.

Dạng 4: Tìm điều kiện của tham số để bất phương trình vô nghiệm – có nghiệm – nghiệm đúng

Phương pháp:

Sử dụng một số tính chất:

- NếuΔ<0thì tam thức bậc hai cùng dấu vớiaa.

- Bình phương, căn bậc hai, giá trị tuyệt đối của một biểu thức luôn không âm.

Dạng 5: Giải hệ bất phương trình bậc hai

Phương pháp:

- Bước 1:Giải từng bất phương trình có trong hệ.

- Bước 2:Kết hợp nghiệm và kết luận.

6. Bài tập tham khảo có hướng dẫn

Bài 1:Tìm m để bất phương trìnhx2- 2(m + 1) + m2+ 2m ≤ 0 có nghiệm với mọi x∈ [0; 1]

Hướng dẫn giải:

Đặt x2- 2(m + 1) + m2+ 2m ≤ 0

Vậy bất phương trình có nghiệm đúng với∀x∈ [0; 1]

Phương trình f(x) = 0 có hai nghiệm thỏa mãn

Vậy với -1 ≤ m ≤ 0 thỏa mãn điều kiện đề bài cho.

Bài 2:Tìm m để bất phương trình sau(m + 2)x2- 2mx + m2+ 2m ≤ 0 có nghiệm.

Hướng dẫn giải

Xét 3 trường hợp:

- Trường hợp 1: Với m + 2 = 0⇒ m = -2 ta được:

(1)⇔ 4x + 4 <0⇔ x < -1

Bất phương trình vô nghiệm

- Trường hợp 2: Với m < -2

Bất phương trình đã cho cũng có nghiệm

- Trường hợp 3: m + 2 > 0⇒ m > -2. Khi đó bất phương trình đã cho có nghiệm thì vế trái phải có 2 nghiệm phân biệt :

m > √2 và -2 < m < -√2

Vậy với |m| <√2thì bất phương trình có nghiệm.

Bài 3:Tìm m để bất phương trình sau có nghiệm: m2x + 3 < mx + 4

Hướng dẫn giải:

Bất phương trình tương đương với: m2x - mx < 4⇔ (m2- m)x < 1; m2- m = 0⇔m = {0;1}thì bất phương trình trở thành 0 < 1đúng với mọi x .

Nên bất phương trình có vô số nghiệm.

Vậy bất phương trình có nghiệm với mọi giá trị thực của m.

Bài 4:Tìm tham số m để bất phương trình: f(x) = (m2+ 1)x2+ (2m - 1)x - 5 < 0

Nghiệm đúng với mọi x thuộc khoảng ( -1; 1)

Hướng dẫn giải:

Ta có:

Vậy để bất phương trình có nghiệm đúng với mọi x thuộc khoảng ( -1, 1) thì m∈ (-1;√6- 1)