Tìm tất cả các giá trị của m để hàm số \(y = { \cos ^3}x - 3{ \sin ^2}x - m \cos x - 1 \) đồng biến trên đoạn \( \left[ {0; \dfrac{ \pi }{2}} \right]. \) A.\(m \le 9\). B.\(m \ge 1\). C.\(m \ge 9\). D.\(m \le 1\).
Đáp án đúng: C Giải chi tiết:Xét hàm số\(y = {\cos ^3}x - 3{\sin ^2}x - m\cos x - 1\) trên \(\left[ {0;\dfrac{\pi }{2}} \right]\). Ta có: \(\begin{array}{l}y = {\cos ^3}x - 3{\sin ^2}x - m\cos x - 1\\y = {\cos ^3}x - 3\left( {1 - {{\cos }^2}x} \right) - m\cos x - 1\\y = {\cos ^3}x + 3{\cos ^2}x - m\cos x - 4\end{array}\) Đặt \(t = \cos x\), với \(x \in \left[ {0;\dfrac{\pi }{2}} \right]\) thì hàm số \(t\left( x \right) = \cos x\) nghịch biến trên \(\left[ {0;\dfrac{\pi }{2}} \right]\) và \(t \in \left[ {0;1} \right]\). Khi đó bài toán trở thành tìm\(m\) để hàm số \(y = {t^3} + 3{t^2} - mt - 4\) nghịch biến trên \(\left[ {0;1} \right]\). \(\begin{array}{l} \Rightarrow y' = 3{t^2} + 6t - m \le 0\,\,\forall t \in \left[ {0;1} \right]\\ \Leftrightarrow m \ge 3{t^2} + 6t\,\,\,\forall t \in \left[ {0;1} \right]\,\,\,\,\left( 1 \right)\end{array}\) Xét hàm số \(f\left( t \right) = 3{t^2} + 6t\) trên \(\left[ {0;1} \right]\) ta có: \(f'\left( t \right) = 6t + 6 = 0 \Leftrightarrow t = - 1.\) Bảng biến thiên:
Dựa vào bảng biến thiên ta có bất đẳng thức (1) xảy ra \( \Leftrightarrow m \ge \mathop {\max }\limits_{\left[ {0;1} \right]} f\left( t \right) \Leftrightarrow m \ge 9.\). Chọn C.