Tìm m để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt thỏa mãn điều kiện cho trước
Chuyên đề luyện thi vào 10: Tìm m để đường thẳng d cắt parabol P tại hai điểm phân biệt
Tìm m để đường thẳng d cắt parabol P tại hai điểm phân biệt thỏa mãn điều kiện cho trước được VnDoc biên soạn và đăng tải. Tài liệu bao gồm lý thuyết, phương pháp giải và bài tập có lời giải chi tiết sẽ giúp các em học sinh nắm được Cách làm bài toán parabol cắt đường thẳng thỏa mãn điều kiện về vị trí giao điểm cực hay. Ngoài ra, cuối tài liệu còn có các bài tập tự luyện giúp các em vận dụng kiến thức được học vào thực hành tại nhà. Mời các bạn tham khảo chi tiết sau đây.
I. Các dạng bài tập tìm m để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt thường gặp
1. Điều kiện để đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm phân biệt
+ Đường thẳng (d): y = mx + n và parabol (P): y = ax2 (a khác 0) có phương trình hoành độ giao điểm là: ax2 = mx + n ⇔ ax2 - mx - n = 0(1)
+ Để đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm phân biệt khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt hay ∆ > 0
2. Các dạng toán thường gặp
+ Đường thẳng (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt nằm về bên trái trục tung khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm âm phân biệt
+ Đường thẳng (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt nằm về bên phải trục tung khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm dương phân biệt
+ Đường thẳng (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt nằm về hai phía của trục tung khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt trái dấu
+ Đường thẳng (d) cắt (P) tại hai điểm có tọa độ thỏa mãn biểu thức cho trước (ta sẽ biến đổi biểu thức để sử dụng hệ thức Vi-ét của phương trình (1))
II. Bài tập ví dụ về sự tương giao giữa parabol và đường thẳng
Bài 1: Cho parabol (P): y = - 2x2 và đường thẳng (d): y = 3x + m – 1. Tìm m để (d) cắt (P) tại 2 điểm nằm bên trái trục tung.
Hướng dẫn:
Đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm nằm bên trái trục tung ⇒ Hai điểm có hoành độ mang dấu âm.
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm của parabol (P) và đường thẳng (d) là:
-2x2 = 3x + m - 1 ⇔ 2x2 + 3x + m - 1 = 0(1)
Có ∆ = b2 - 4ac = 9 - 4.2.(m - 1) = 9 - 8m + 8 = 17 - 8m
Để (d) cắt (P) tại hai điểm nằm về bên trái trục tung khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm âm phân biệt
Để phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt ⇔ ∆ > 0 ⇔ 17 - 8m > 0 ⇔
\(m < \frac{{17}}{8}\)
Với
\(m < \frac{{17}}{8}\), phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt thỏa mãn Vi-ét
\(\left\{ \begin{array}{l}
S = {x_1} + {x_2} = \frac{{ - b}}{a} = \frac{{ - 3}}{2}\\
P = {x_1}{x_2} = \frac{c}{a} = \frac{{m - 1}}{2}
\end{array} \right.\)
Để phương trình có hai nghiệm phân biệt âm
\(\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
S < 0\\
P > 0
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
\frac{{ - 3}}{2} < 0\\
\frac{{m - 1}}{2} > 0
\end{array} \right. \Rightarrow m - 1 > 0 \Leftrightarrow m > 1\)
kết hợp với điều kiện
\(m < \frac{{17}}{8} \Rightarrow 1 < m < \frac{{17}}{8}\)
Vậy với
\(1 < m < \frac{{17}}{8}\) thì đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm nằm về bên trái của trục tung
Bài 2: Cho parabol (P): y = x2 và đường thẳng (d) có phương trình y = 2x - m2 + 9. Tìm m để (d) cắt (P) tại hai điểm nằm về hai phía của trục tung.
Hướng dẫn:
Đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm nằm về hai phía của trục tung ⇒ Hai điểm có hoành độ trái dấu.
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm của parabol (P) và đường thẳng (d) là:
x2 = 2x - m2 + 9 ⇔ x2 - 2x + m2 - 9 = 0 (1)
Để (d) cắt (P) tại hai điểm nằm về hai phía của trục tung khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm trái dấu
⇔ m2 - 9 < 0 ⇔ (m - 3)(m + 3) < 0
\(\Leftrightarrow \left[ \begin{gathered}
\left\{ \begin{gathered}
m - 3 > 0 \hfill \\
m + 3 < 0 \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\left\{ \begin{gathered}
m - 3 < 0 \hfill \\
m + 3 > 0 \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\end{gathered} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{gathered}
\left\{ \begin{gathered}
m > 3 \hfill \\
m < - 3 \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\left\{ \begin{gathered}
m < 3 \hfill \\
m > - 3 \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\end{gathered} \right. \Rightarrow - 3 < m < 3\)
Vậy với -3 < m < 3 thì đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm nằm về hai phía của trục tung
Bài 3: Cho đường thẳng (d): y = x + m và parabol (P): y = x2
a, Tìm m để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt nằm về cùng một phía với trục tung. Khi đó hai giao điểm nằm bên phải hay bên trái trục tung?
b, Tìm m để (d) cắt (P) tại 2 điểm phân biệt A và B sao cho khoảng cách giữa 2 hoành độ của điểm A và B bằng
\(3\sqrt 2\)
Lời giải:
a, Phương trình hoành độ giao điểm của đường thẳng (d) và parabol (P) là:
x2 = x + m ⇔ x2 - x - m = 0(1)
Có ∆ = b2 - 4ac
Để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt x1, x2 khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt ⇔ ∆ > 0 ⇔ 1 + 4m > 0 ⇔
\(m > \frac{{ - 1}}{4}\)
Với
\(m > \frac{{ - 1}}{4}\) thì phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt thỏa mãn hệ thức Vi-ét
\(\left\{ \begin{array}{l}
S = {x_1} + {x_2} = \frac{{ - b}}{a} = 1\\
P = {x_1}{x_2} = \frac{c}{a} = - m
\end{array} \right.\)
Để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt nằm về cùng một phía với trục tung khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm cùng dấu ⇔ P > 0 ⇔ - m > 0 ⇔ m < 0 kết hợp với điều kiện
\(m > \frac{{ - 1}}{4} \Rightarrow - \frac{1}{4} < m < 0\)
Có S = 1 > 0 nên hai nghiệm của phương trình (1) là hai nghiệm cùng dấu dương
Vậy với
\(\frac{{ - 1}}{4} < m < 0\) thì đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm phân biệt cùng nằm về bên phải trục tung
b, Với
\(m > \frac{{ - 1}}{4}\) thì đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm phân biệt A(x1; y1) và B(x2; y2) thỏa mãn Vi-ét:
\(\left\{ \begin{array}{l}S = {x_1} + {x_2} = \dfrac{{ - b}}{a} = 1\\P = {x_1}{x_2} = \dfrac{c}{a} = - m\end{array} \right.\)
Khoảng cách giữa hai điểm bằng
\(3\sqrt 2 \Rightarrow \left| {{x_1} - {x_2}} \right| = 3\sqrt 2 \Rightarrow {\left( {{x_1} - {x_2}} \right)^2} = 36\)
\(\begin{array}{l}
\Leftrightarrow x_1^2 + x_2^2 - {x_1}{x_2} = 36\\
\Leftrightarrow {\left( {{x_1} + {x_2}} \right)^2} - 3{x_1}{x_2} = 36\\
\Leftrightarrow {1^2} + 3m = 36 \Leftrightarrow m = \frac{{35}}{3}\left( {tm} \right)
\end{array}\)
Vậy với
\(m = \frac{{35}}{3}\) thì đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm A và B mà khoảng cách giữa chúng bằng
\(3\sqrt 2\)
Bài 4: Cho parabol (P):
\(y = - \frac{1}{2}{x^2}\)và đường thẳng (d): y = mx - 1. Tìm m để (d) cắt (P) tại hai điểm có hoành độ x1, x2 thỏa mãn
\(x_1^3{x_2} + x_2^3{x_1} - 5{x_1}{x_2} = 0\)
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm của parabol (P) và đường thẳng (d):
\(\frac{{ - 1}}{2}{x^2} = mx - 1 \Leftrightarrow {x^2} + 2mx - 2 = 0\)(1)
Để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt
Có ∆ = b'2 - ac = m2 + 2 > 0 với mọi m
Vậy với mọi m thì phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt thỏa mãn hệ thức Vi-ét:
\(\left\{ \begin{array}{l}
{x_1} + {x_2} = \frac{{ - b}}{a} = - 2m\\
{x_1}{x_2} = \frac{c}{a} = - 2
\end{array} \right.\)
Có
\(x_1^3{x_2} + x_2^3{x_1} - 5{x_1}{x_2} = 0\)
\(\begin{array}{l}
\Leftrightarrow x_1^3x_2^3\left( {{x_1} + {x_2}} \right) - 5{x_1}{x_2} = 0\\
\Leftrightarrow {\left( { - 2} \right)^3}.\left( { - 2m} \right) + 5.2 = 0\\
\Leftrightarrow 16m + 10 = 0\\
\Leftrightarrow m = \frac{{ - 5}}{8}\left( {tm} \right)
\end{array}\)
Vậy với
\(m = \frac{{ - 5}}{8}\) thì đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm phân biệt có hoành độ thỏa mãn
\(x_1^3{x_2} + x_2^3{x_1} - 5{x_1}{x_2} = 0\).
Bài 5: Cho parabol
\((P):y = -
x^{2}\) và đường thẳng
\((d):y = m -
2\) (với m là tham số). Tìm giá trị của tham số m để:
a)
\((P)\) và
\((d)\) có một điểm chung duy nhất.
b)
\((P)\) và
\((d)\) cắt nhau tại hai điểm phân biệt.
Hướng dẫn giải
Ta có bảng giá trị:
Đồ thi
\((P):y = - x^{2}\) đi qua các điểm
\(O(0;0),A(1; - 1),B( - 1; - 1),C(2;
- 4),D( - 2; - 4)\)
Đồ thị
\((d):y = m - 2\) là một đường thẳng song song với trục hoành.

Dựa vào đồ thị ta có kết quả:
a) Để
\((P)\) và
\((d)\) có một điểm chung duy nhất
\(\Leftrightarrow m - 2 = 0
\Leftrightarrow m = 2\)
Vậy
\(m = 2\) là giá trị cần tìm.
b) Để
\((P)\) và
\((d)\) cắt nhau tại hai điểm phân biệt
\(\Leftrightarrow m - 2 < 0
\Leftrightarrow m < 2\)
Vậy
\(m < 2\) là giá trị cần tìm.
Bài 6: Trong mặt phẳng tọa độ
\(Oxy\) cho parabol
\((P):y = \frac{x^{2}}{2}\) và đường thẳng
\(y = - \frac{2}{m}x + 2\) với
\(m \neq 0\). Chứng minh rằng đường thẳng
\((d)\) luôn cắt
\((P)\) tại hai điểm phân biệt
\(M;N\) nằm ở hai phía trục tung.
Hướng dẫn giải
Vì
\(\Delta' = 4 + 4m > 0;\forall m
\neq 0\) nên phương trình (*) luôn có hai nghiệm phân biệt tức là
\((P)\) và
\((d)\) cắt nhau tại hai điểm phân biệt.
Hơn nữa
\(x_{1}.x_{2} = \frac{- 4m}{m} = -
4 < 0\) nên hai giao điểm luôn nằm về hai phía trục tung.
Ví dụ: Trong mặt phẳng cho parabol
\((P):y
= x^{2}\) và đường thẳng
\((d):y = (m -
2)x + 3\). Chứng minh rằng khi
\(m\) thay đổi
\((P)\) luôn cắt
\((d)\) tại hai điểm phân biệt nằm về hai phía trục tung.
Hướng dẫn giải
Phương trình hoành độ giao điểm của
\((d)\) với
\((P)\) là:
\(x^{2} = (m - 2)x + 3 \Leftrightarrow
x^{2} - (m - 2)x - 3 = 0(*)\)
Ta có:
\(\Delta = (m - 2)^{2} + 12\). Vì
\((m - 2)^{2} \geq 0\forall m\) nên
\(\Delta \geq 12 > 0\)
Suy ra phương trình
\((*)\) luôn có hai nghiệm phân biệt
\(x_{1};x_{2}\) hay đường thẳng
\((d)\) luôn cắt
\((P)\) tại hai điểm phân biệt
\(A;B\).
Theo hệ thức Vi- et ta có:
\(x_{1}.x_{2} = - 3 < 0\) suy ra hai giao điểm
\(A;B\) nằm về hai phía trục tung.
Bài 7: Trong mặt phẳng tọa độ
\(Oxy\) cho parabol
\((P):y = 2x^{2}\) và đường thẳng
\((d):y = - 2mx + m + 1\). Tì
\(m\)
\(m\) để đường thẳng
\((d)\) cắt
\((P)\) tại 2 điểm phân biệt
\(x_{1};x_{2}\)sao cho
\(\frac{1}{\left( 2x_{1} - 1 \right)^{2}} +
\frac{1}{\left( 2x_{2} - 1 \right)^{2}} = 2\).
Hướng dẫn giải
Phương trình hoành độ giao điểm của
\((d)\) và
\((P)\) là:
\(2x^{2} = - 2mx + m + 1 \Leftrightarrow
2x^{2} + 2mx - m - 1 = 0(*)\)
Ta có:
\(\Delta' = m^{2} - 2( - m - 1) = m^{2}
+ 2m + 2 = (m + 1)^{2} + 1 \geq 0\forall m\) nên phương trình (*) có hai nghiệm phân biệt
Suy ra
\((d)\) và
\((P)\) luôn cắt nhau tại hai điểm phân biệt
\(A;B\)
Ta thấy:
\(2\left( \frac{1}{2} \right)^{2}
+ 2m.\left( \frac{1}{2} \right) - m - 1 \neq 0\forall m\) nên hai nghiệm của phương trình (*) luôn khác
\(\frac{1}{2}\)
Ta có:
\(\frac{1}{\left( 2x_{1} - 1 \right)^{2}}
+ \frac{1}{\left( 2x_{2} - 1 \right)^{2}}\)
\(= \left( \frac{1}{2x_{1} - 1} +
\frac{1}{2x_{2} - 1} \right)^{2} - \frac{2}{\left( 2x_{1} - 1
\right)\left( 2x_{1} + 1 \right)}\)
\(= 4\left\lbrack \frac{x_{1} + x_{2} -
1}{4x_{1}x_{2} + 2\left( x_{1} + x_{2} \right) + 1} \right\rbrack -
\frac{2}{4x_{1}x_{2} - 2\left( x_{1} + x_{2} \right) +
1}(**)\)
Theo hệ thức Vi – ét ta có:
\(\left\{
\begin{matrix}
x_{1} + x_{2} = - m \\
x_{1}x_{2} = - \frac{m + 1}{2} \\
\end{matrix} \right.\)
Thay vào (**) ta được:
\(\frac{1}{\left( 2x_{1} - 1 \right)^{2}}
+ \frac{1}{\left( 2x_{2} - 1 \right)^{2}} = 4\left\lbrack \frac{- m -
1}{- 2(m + 1) + 2m + 1} \right\rbrack = 4(m + 1)^{2} + 2\)
Yêu cầu bài toán tương đương với
\(4(m + 1)^{2} + 2 = 2 \Leftrightarrow m =
- 1\)
Vậy
\(m = - 1\) là giá trị cần tìm.
Bài 8. Cho Parabol (P)
\(y = x^{2} - 5x +
4\) và họ đường thẳng
\(\left( d_{m}
\right)\): y = (m – 2)x + 2 – 2m.
1. Tìm điều kiện của m để
\(\left( d_{m}
\right)\) cắt (P) tại 2 điểm phân biệt.
2. Khi
\(\left( d_{m} \right)\) cắt (P) tại 2 điểm phân biệt có hoành độ lần lượt là x
\(\ _{1}\), x
\(\
_{2}\). Tìm tất cả các giá trị của m thỏa mãn:
\(x_{1}^{2} \leq x_{2}(5x_{1} - x_{2}^{}) +
4\)
Hướng dẫn giài
1. Phương trình hoành độ giao điểm của (P) và
\(\left( d_{m} \right)\):
\(x^{2} - (m + 3)x + 2 + 2m = 0\) (1)
Theo đề: (1) có 2 nghiệm phân biệt
\(\Leftrightarrow \Delta\)> 0
\(m^{2} - 2m + 1 > 0 \Leftrightarrow \forall m
\neq 1\) (*)
2. Phương trình (1) có 2 nghiệm x
\(\
_{1}\), x
\(\ _{2}\) nên x
\(\ _{1}\)+ x
\(\
_{2}\)=m+3 và x
\(\ _{1}\). x
\(\ _{2}\) = 2+2m.
Theo đề :
\(x_{1}^{2} \leq x_{2}(5x_{1} -
x_{2}^{}) + 4 \Leftrightarrow (x_{1} + x_{2})^{2} \leq 7x_{1}x_{2} +
4\)
\(\Leftrightarrow m^{2} - 8m - 9 \leq 0 \Leftrightarrow - 9 \leq m \leq 1\)
Kết hợp với (*) ta được :
\(- 9 \leq m <
1\)
III. Bài tập tự luyện về tương giao giữa parabol và đường thẳng
Bài 1:
Cho parabol (P): y = x2 và đường thẳng (d): y = mx – 2m + 4
a, Xác định tọa độ giao điểm của (P) và (d) khi m = 1
b, Tìm m để đường thẳng (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt có hoành độ x1, x2 sao cho
\(| {x{ _1}}| = 2| {{x_2}}|\)
Bài 2: Cho parabol (P): y = x2 và đường thẳng (d): y = mx – m. Tìm m để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt nằm bên phải trục tung
Bài 3: Cho parabol (P): y = x2 và đường thẳng (d): y = 4x – m – 1
a, Tìm m để đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm nằm về hai phía của trục tung
b, Tìm m để đường thẳng (d) cắt parabol (P) tại hai điểm phân biệt A, B sao cho hoành độ của chúng thỏa mãn |x1 - x2| = 2
Bài 4: Cho parabol (P): y = x2 và (d): y = x + m. Tim m để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt nằm bên phải trục tung
Bài 5: Cho parabol (P): y = x2 và đường thẳng (d): y = (2m + 3)x + 2m + 4. Tìm m để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt A, B. Gọi x1, x2 là hoành độ của A, B thỏa mãn |x1| + |x2| = 5
Bài 6: Cho đường thẳng (d): y = 2(m - 1)x + 3 – 2m và parabol (P): y = x2. Tìm m để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt A, B có hoành độ x1, x2 thỏa mãn
a,
\(\frac{1}{{{x_1}}} + \frac{5}{{{x_2}}} = 1\)
b,
\(\left( {x_1^2 - 2m{x_1} - 3} \right)\left( {x_2^2 - 2m{x_2} - 3} \right) < 1\)
c,
\({x_1}x_2^2 + \left( {2m - 3} \right){x_1} = 2\)
d,
\(x_1^2 + {x_2} - 2m = 0\)
Bài 7: Cho parabol (p) y = x2 và đường thẳng d: y = mx - 2 (với m là tham số)
a) Vẽ parabol (P)
b) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để đường thẳng d cắt (P) tại hai điểm phân biệt hoành độ x1, x2 thỏa mãn (x1 + 2)(x2 + 2) = 0
Bài 8: Cho parabol (p) y = 2x2 và đường thẳng d: y = x - m + 1 (với m là tham số)
a) Vẽ parabol (P)
b) Tìm tất cả các giá trị của m để (P) cắt (d) tại một điểm chung.
c) Tìm tất cả tọa độ các điểm thuộc (P) có hoành độ bằng hai lần tung độ.
Bài 9: Cho Parabol (P):
\(y = \frac{1}{2}{x^2}\) và đường thẳng d: y = 2x + m (với m là tham số).
Tìm tất cả các giá trị của tham số m để đường thẳng d cắt parabol (P) tại hai điểm phân biệt có hoành độ x1; x2 thỏa mãn
\({\left( {{x_1}{x_2} + 1} \right)^2} = {x_1} + {x_2} + {x_1}{x_2} + 3\).
Bài 10: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho parabol (P) có phương trình y = 2x2 và đường thẳng (d) có phương trình y = 2x + m (với m là tham số)
Tìm điều kiện của m để parabol (P) cắt đường thẳng (d) tại hai điểm phân biệt. Gọi
\(A\left( {{x_1};{y_1}} \right);B\left( {{x_2};{y_2}} \right)\) là hai giao điểm của parabol (P) và đường thẳng (d). Xác định m để
\({\left( {1 - {x_1}{x_2}} \right)^2} + 2\left( {{y_1} + {y_2}} \right) = 16\)
Bài 11: Cho phương trình x2 - 2(m + 1)x + m - 1 = 0 (m là tham số). Tìm m để phương trình có hai nghiệm phân biệt x1; x2 thỏa mãn 3x1 + x2 = 0.
Bài 12: Cho parabol (p) y = x2 và đường thẳng d: y = mx - 2 (với m là tham số)
a) Vẽ parabol (P)
b) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để đường thẳng d cắt (P) tại hai điểm phân biệt hoành độ x1, x2 thỏa mãn (x1 + 2)(x2 + 2) = 0.
---------------------------------------------------------
Dạng toán tìm m để phương trình bậc hai có hai nghiệm trái dấu là một phần kiến thức quan trọng trong lộ trình ôn luyện thi vào lớp 10 môn Toán. Việc hiểu và vận dụng tốt các điều kiện để xác định dấu của nghiệm giúp học sinh giải quyết nhanh gọn các bài toán chứa tham số, đặc biệt là những câu phân loại học sinh khá – giỏi. Để làm chủ dạng bài này, các em cần luyện tập thường xuyên, phân tích kỹ đề bài và rèn luyện kỹ năng suy luận logic. Bên cạnh đó, nên kết hợp với việc học các chuyên đề liên quan như điều kiện có nghiệm, dấu của tam thức bậc hai, ứng dụng định lý Vi-ét và giải hệ phương trình chứa tham số để có sự chuẩn bị toàn diện. Đừng quên lưu lại bài viết để ôn tập và chia sẻ cho bạn bè cùng học nhé!