Cho hàm số \(y=\frac{1}{4}x^4-2x^2-1\) a) Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị (C) của hàm số đã cho. b) Dựa vào đồ thị (C), biện luận theo m số nghiệm thực của phương trình \(-x^4 + 8x^2 + 4m + 4 = 0\)
* TXĐ: D = R * Giới hạn: \(\lim_{x\rightarrow +\infty }y=+\infty ;\lim_{x\rightarrow -\infty }y=+\infty\) * Chiều biến thiên: \(y'=x^3-4x;y'=0\Leftrightarrow x^3-4x=0\Leftrightarrow x(x^2-4)=0\Leftrightarrow \bigg \lbrack\begin{matrix} x=0\\ x=\pm 2 \end{matrix}\) - Hàm số đồng biến trên mỗi khoảng (-2;0) và \((2;+ \infty )\)
- Hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng \((- \infty;-2 )\) và (0;2)
- Hàm số đạt cực đại tại xCĐ = 0, yCĐ =y(0) = -1 - Hàm số đạt cực tiểu tại xCT \(= \pm 2\), yCT = \(y(\pm2) = -5\) *Bảng biến thiên
*Đồ thị:
b) Ta có: \(-x^4+8x^2+4m+4=0\Leftrightarrow \frac{1}{4}x^4-2x^2-1=m (*)\) Số nghiệm của phương trình (*) bằng số giao điểm của đồ thị (C) và đường thẳng d: y = m - Nếu m>-1 hoặc m = -5 thì d cắt (C) tại 2 điểm nên phương trình (*) có 2 nghiệm. - Nếu m = -1 thì d cắt (C) tại 3 điểm nên phương trình (*) có 3 nghiệm. - Nếu m \(\in\) (-5;-1) thì d cắt (C) tại 4 điểm phân biệt nên phương trình (*) có 4 nghiệm phân biệt. - Nếu m < -5 thì d không cắt (C) nên phương trình (*) vô nghiệm.