Tìm giá trị lớn nhất hoặc giá trị nhỏ nhất của biểu thức nghiệm
Chuyên đề luyện thi vào 10: Tìm min, max của biểu thức nghiệm
Tìm giá trị lớn nhất hoặc giá trị nhỏ nhất của biểu thức nghiệm là một dạng toán thường gặp trong các bài kiểm tra môn Toán lớp 9 cũng như đề thi tuyển sinh vào lớp 10. Để giúp các em học sinh nắm chắc kiến thức phần này, VnDoc gửi tới các bạn chuyên đề Tìm giá trị lớn nhất hoặc giá trị nhỏ nhất của biểu thức nghiệm. Tài liệu cung cấp lý thuyết kèm bài tập liên quan.
I. Kiến thức cần nhớ khi làm dạng bài tìm giá trị lớn nhất hoặc giá trị nhỏ nhất của biểu thức nghiệm
* Cách làm bài toán như sau:
+ Đặt điều kiện cho tham số để phương trình đã cho có hai nghiệm x1 và x2 (thường là a ≠ 0 và ∆ ≥ 0)
+ Áp dụng hệ thức Vi-ét để biến đổi biểu thức nghiệm đã cho theo m
Hệ thức Viète
Phương trình bậc hai tổng quát
.
Nếu phương trình có hai nghiệm phân biệt
thì

Đảo lại
Nếu hai số
thỏa mãn
thì
là nghiệm của phương trình
(điều kiện
)
Các hệ thức liên hệ giữa hai nghiệm





với 
với 

+ Một số bất đẳng thức thường dùng:
- Với mọi ![]()
- Bất đẳng thức Cauchy (Cô - Si): với a, b là các số dương ta có: ![]()
II. Bài tập ví dụ về bài toán tìm giá trị lớn nhất hoặc giá trị nhỏ nhất của biểu thức nghiệm
Bài 1: Cho phương trình bậc hai x2 + 2 (m+1) x + m2 - m + 1 = 0 (x là ẩn số, m là tham số). Tìm giá trị nhỏ nhất của
?
Hướng dẫn giải
Ta có:
∆' = b'2 - ac = (m + 1)2 - (m2 - m + 1) = m2 - 2m + 1 - m2 + m - 1 = -m
Để phương trình có hai nghiệm phân biệt x1, x2 ⇔ - m > 0 ⇔ m < 0
Vậy với m < 0 thì phương trình có hai nghiệm phân biệt x1, x2 thỏa mãn hệ thức Vi-ét: 
Có ![]()
![]()
![]()
Thay các giá trị của hệ thức Viète vào biểu thức A đã biến đổi ta được:
A = [-2 (m + 1)]2 - (m2 - m + 1)
A = 4 (m + 1)2 - m2 + m - 1
A = 4m2 + 8m + 4 - m2 + m - 1
A = 3m2 + 9m + 3
A = (m2 + 3m + 1)
Có ![]()

Vì 

![\Leftrightarrow 3\left[ {{{\left( {m + \frac{3}{2}} \right)}^2} - \frac{5}{4}} \right] \ge \frac{{ - 15}}{4}\forall m < 0](/data/image/holder.png)
Dấu “=” xảy ra ![]()
Vậy min ![]()
Bài 2. Gọi
là hai nghiệm của phương trình
với
là tham số. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức
.
Hướng dẫn giải
Ta có: 
Phương trình có hai nghiệm khi và chỉ khi 
Theo định lí Viète ta có: 
Khi đó:
![]()
![]()
(do
)
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi
thỏa mãn (*)
Vậy giá trị lớn nhất của biểu thức đó là:
.
Bài 3. Cho phương trình
với
là tham số. Gọi
là hai nghiệm của phương trình. Xác định giá trị của tham số m để biểu thức
đạt giá trị lớn nhất?
Hướng dẫn giải
Xét 
Vậy phương trình luôn có hai nghiệm trái dấu với mọi
.
Gọi hai nghiệm của phương trình đã cho là
.
Theo câu a) thì
, do đó
được xác định với mọi
.
Do
trái dấu nên
với
, suy ra
, suy ra
Đặt
, với
, suy ra
.
Khi đó
mang giá trị âm và
đạt giá trị lớn nhất khi
có giá trị nhỏ nhất.
Ta có
, suy ra
.
Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi
.
Với
, ta có:
![]()
.
Vậy với
thì biểu thức
đạt giá trị lớn nhất là -2 .
Bài 4: Cho phương trình
(x là ẩn số, m là tham số). Tìm m để biểu thức
đạt giá trị lớn nhất.
Hướng dẫn giải
Ta có:
![]()
![]()
Để phương trình có hai nghiệm phân biệt ![]()
Vậy với m > - 3 thì phương trình có hai nghiệm phân biệt thỏa mãn hệ thức Vi-ét:

Có B = x1 + x2 - 3x1x2 = 2 (m + 4) - 3 (m2 - 8)
![]()
![]()

Vì 


Dấu “=” xảy ra ![]()
Vậy max![]()
Bài 5: Cho phương trình bậc hai ẩn số x: x2 - 2 (m + 1)x + m - 4 = 0. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức M = |x1 - x2|.
Hướng dẫn giải
Có ∆' = (m + 1)2 - (m - 4) = m2 + 2m + 1 + m + 4 = m2 + 3m + 5
![]()

Vậy với mọi m phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt x1, x2 thỏa mãn hệ thức Vi-ét: 
Có ![]()
![]()
M2 = (x1 + x2)2 - 4x1x2 = [2(m + 1)]2 - 4 (m - 4)
= 4(m2 + 2m + 1) - 4m + 16
= 4m2 + 8m + 4 - 4m + 16
= 4m2 + 4m + 20 = 4 (m2 + m + 5)
Có ![]()

Vì 

![\Leftrightarrow 4\left[ {{{\left( {m + \frac{1}{2}} \right)}^2} + \dfrac{{19}}{4}} \right] \ge 19\forall m](/data/image/holder.png)
![]()
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi ![]()
Vậy min
.
Bài 6. Cho phương trình x2 – (2m-1)x + m – 1 = 0, với m là tham số.
a. Chứng minh phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt.
b. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức của
.
c. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức
.
Hướng dẫn giải
a. Chứng minh phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt
Phương trình đã cho là phương trình bậc hai có a = 1; b = 2m - 1; c = m – 1
![]()
![]()
Vì
.
Khi đó phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt với mọi m.
Vậy ta có điều cần chứng minh.
b. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức của
.
Phương trình đã cho là phương trình bậc hai có a = 1; b = 2m - 1; c = m - 1
![]()
![]()
Vì
.
Khi đó phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt với mọi m.
Theo định lí Viet ta có : ![]()
Đặt ![]()
![]()
Thay (1) và (2) vào ta có
với mọi m (3)
Mà ![]()
Dấu bằng xảy ra khi (2m - 2)2 = 0 ![]()
Vậy giá trị nhỏ nhất của
là 1 xảy ra khi m = 1.
c. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức ![]()
Phương trình đã cho là phương trình bậc hai có a = 1; b = 2m - 1; c = m - 1
![]()
![]()
Vì
. Khi đó phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt với mọi m.
Theo định lí Viet ta có : ![]()
Ta có ![]()
(3)
Thay (1) và (2) vào (3) ta được :
![]()
![]()
![]()
![]()
Vì ![]()
Dấu bằng xảy ra khi (m – 2)2 = 0 hay m = 2
Vậy GTLN của
là 2 khi m = 2.
Bài 7. Cho phương trình
với m là tham số. Gọi
là hai nghiệm của phương trình đã cho. Tìm giá trị của tham số m để biểu thức
đạt giá trị nhỏ nhất. Tìm giá trị nhỏ nhất đó.
Hướng dẫn giải
Ta có:
![]()
Để phương trình đã cho có hai nghiệm phân biệt thì ![]()
Theo hệ thức Viète ta có: ![]()
Ta có:
![]()
![]()
![]()
![]()
Dấu “=” xảy ra ![]()
Vậy giá trị nhỏ nhất của biểu thức A bằng
với
.
Bài 8. Cho phương trình
(với m là tham số).
a. Gọi hai nghiệm của phương trình là
. Tính giá trị của biểu thức
. Từ đó tìm giá trị của tham số m để
.
b. Tìm giá trị của tham số m để biểu thức
đạt giá trị nhỏ nhất.
Hướng dẫn giải
a. Ta có:
. Khi đó phương trình đã cho luôn có hai nghiệm.
Theo hệ thức Viète ta có:
.
Ta có:
![]()
![]()
![]()
Để ![]()

b. Ta có: ![]()
![]()
Do đó
và dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi ![]()
Vậy
với m = 1.
Bài 9. Cho phương trình
với m là tham số. Gọi
là hai nghiệm của phương trình đã cho. Tìm giá trị của tham số m để biểu thức
đạt giá trị lớn nhất.
Hướng dẫn giải
Ta có: ![]()
Để phương trình có hai nghiệm phân biệt ![]()
Theo hệ thức Viète ta có: ![]()
Ta có:
![]()
![]()
![]()
![]()
Dấu “=” xảy ra ![]()
Vậy biểu thức A đạt giá trị nhỏ nhất khi
.