Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số \(m\) để phương trình \(m\log _2^2x + \left( {m - 4} \right){\log _2}x + m = 0\) có nghiệm trong khoảng \(\left( {0;2} \right)\)? A.Vô số B.\(6\) C.\(5\) D.\(7\)
Phương pháp giải: - Đặt ẩn phụ \(t = {\log _2}x\), tìm khoảng giá trị của \(t\) ứng với \(x \in \left( {0;2} \right)\). - Từ phương trình ẩn \(t\) cô lập \(m\), đưa phương trình về dạng \(m = f\left( t \right)\). - Lập BBT hàm số \(f\left( t \right)\) và tìm điều kiện của \(m\) để phương trình có nghiệm. Giải chi tiết:Đặt \(t = {\log _2}x\), với \(x \in \left( {0;2} \right)\) ta có \({\log _2}x < {\log _2}2 = 1\) \( \Rightarrow t \in \left( { - \infty ;1} \right)\). Phương trình đã cho trở thành: \(m{t^2} + \left( {m - 4} \right)t + m = 0\) \( \Leftrightarrow m\left( {{t^2} + t + 1} \right) = 4t \Leftrightarrow m = \dfrac{{4t}}{{{t^2} + t + 1}}\) (do \({t^2} + t + 1 > 0\,\,\forall t \in \mathbb{R}\)). Đặt \(f\left( t \right) = \dfrac{{4t}}{{{t^2} + t + 1}}\) với \(t \in \left( { - \infty ; - 1} \right)\) ta có: \(\begin{array}{l}f'\left( t \right) = \dfrac{{4\left( {{t^2} + t + 1} \right) - 4t\left( {2t + 1} \right)}}{{{{\left( {{t^2} + t + 1} \right)}^2}}}\\f'\left( t \right) = \dfrac{{ - 4{t^2} + 4}}{{{{\left( {{t^2} + t + 1} \right)}^2}}}\\f'\left( t \right) = 0 \Leftrightarrow - 4{t^2} + 4 = 0 \Leftrightarrow t = \pm 1\end{array}\) BBT:
Dựa vào BBT ta thấy phương trình \(f\left( t \right) = m\) có nghiệm \(t \in \left( { - \infty ;1} \right)\) khi và chỉ khi \( - 4 \le m < \dfrac{4}{3}\). Mà \(m \in \mathbb{Z} \Rightarrow m \in \left\{ { - 4; - 3; - 2; - 1;0;1} \right\}\). Vậy có 6 giá trị của \(m\) thỏa mãn yêu cầu bài toán Chọn B.