(2,0 điểm) Xét hàm số , với là các số thực, có đồ thị . Xét là hai điểm phân biệt thuộc sao cho các tiếp tuyến với tại và đều có hệ số góc bằng 3. Biết khoảng cách từ gốc tọa độ đến đường thẳng bằng 1, tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
(2,0 điểm) Xét hàm số , với là các số thực, có đồ thị . Xét là hai điểm phân biệt thuộc sao cho các tiếp tuyến với tại và đều có hệ số góc bằng 3. Biết khoảng cách từ gốc tọa độ đến đường thẳng bằng 1, tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Điều kiện tồn tại hai điểm : Ta có . Tiếp tuyến tại điểm thuộc có hoành độ có hệ số góc bằng 3 khi và chỉ khi Để có hai điểm phân biệt thì phương trình trên phải có hai nghiệm phân biệt, tức là , hay . Đặt , khi đó và . Phương trình đường thẳng : Hệ số góc của bằng Vì và nên điểm là trung điểm của , do đó Khai thác giả thiết về khoảng cách: Từ đó Viết lại biểu thức : Đặt . Theo đẳng thức vừa thu được, , đồng thời . Do đó Đánh giá: Theo bất đẳng thức giữa trung bình cộng và trung bình nhân, Mặt khác , dấu bằng khi . Vậy . Điều kiện xảy ra dấu bằng: Với ta có , suy ra . Như vậy hai dấu bằng xảy ra đồng thời. Khi đó nên hai điểm tồn tại và phân biệt, ứng với . Đáp số: , đạt được khi và .