Câu 2. (4,0 điểm)

Cho hàm số

a) Hỏi hàm số này có tất cả bao nhiêu điểm cực trị?

b) Giả sử có 6 số thực sao cho

Chứng minh rằng .

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Lời giải.

a) Xét từng khoảng:
Với :

Vậy hàm số nghịch biến trên , không có cực trị trong khoảng này.
Với :

Ta có bảng biến thiên:

↗↘↗


Do đó: là điểm cực đại; là điểm cực tiểu.
Xét tại :

Vì khi (bên trái ) hàm số nghịch biến và khi thì hàm số đồng biến nên là điểm cực tiểu. Vậy là điểm cực tiểu.
Xét tại :

Ta thấy khi , thì hàm số đồng biến.
Mặt khác, với :

Ta có , nên phía bên phải của hay thì hàm số nghịch biến.
Do đó, là điểm cực đại.
Trên , phương trình:

có đúng một nghiệm:

Vì khi và khi , nên là điểm cực tiểu.
Vậy hàm số có tất cả 5 điểm cực trị.

b) Đặt

Trên khoảng , hàm số nghịch biến nên đường thẳng cắt đồ thị nhiều nhất 1 điểm.
Trên đoạn , hàm tăng trên , giảm trên , rồi tăng trên , nên cắt phần này nhiều nhất 3 điểm.
Vậy ở phần , tổng cộng nhiều nhất có 4 nghiệm. Do có 6 nghiệm phân biệt nên bắt buộc còn 2 nghiệm dương. Vì thế

và

Ta sẽ chứng minh .
Giả sử ngược lại:

Khi đó đặt:

Ta có:

Xét hàm:

Khi đó:

Vì và nên:

Suy ra: tăng trên , nên:

Do đó:

mâu thuẫn với:

Vậy giả sử trên là sai, suy ra .
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề Thi Học Sinh Giỏi Lớp 12 Toán 2025-2026 Sở GD&ĐT TP Hồ Chí Minh

5 câu hỏi•Thời gian 120 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết
Làm trọn bộ đề thi này

Các câu hỏi khác trong đề (5 câu)

Xem toàn bộ đề →