A. Lí thuyết cơ bản:
Tọa độ giao điểm của hai đồ thị hàm số và là nghiệm của hệ phương trình
1. Tương giao giữa đồ thị của hàm phân thức bậc nhất và đường thẳng
Phương trình hoành độ giao điểm:
Đường thẳng d cắt tại 2 điểm phân biệt có hai nghiệm phân biệt khác .
Khi đó hoành độ 2 giao điểm thỏa mãn hệ thức Viet của phương trình (1).
2. Tương giao giữa đồ thị của hàm bậc ba và đường thẳng
Phương trình hoành độ giao điểm: (1)
Nhẩm nghiệm và đưa phương trình về dạng:
Đường thẳng d cắt tại 3 điểm phân biệt có 2 nghiệm phân biệt khác .
Giả sử là 3 giao điểm của d và .
Khi đó thỏa mãn định lí Viet:
3. Tương giao giữa đồ thị của hàm bậc bốn trùng phương và đường thẳng
Phương trình hoành độ giao điểm:
Đặt , đưa phương trình (1) về dạng:
B. Bài tập:
Dạng 1: Tương giao giữa đồ thị của hàm phân thức bậc nhất và đường thẳng
Ví dụ 1.1 (THPT Chuyên Hạ Long – Quảng Ninh 2017)
Biết đường thẳng cắt đồ thị hàm số tại hai điểm phân biệt A, B có hoành độ lần lượt là . Hãy tính tổng .
A. 2.
B. 1.
C. 5.
D. 3.
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm
Hoành độ giao điểm A, B của 2 đồ thị là nghiệm của phương trình (1) nên theo định lí Viet có .
Chọn C.
Ví dụ 1.2 (THPT Thường Tín – Hà Nội 2017)
Gọi M, N là giao điểm của đường thẳng và đường cong . Khi đó hoành độ trung điểm I của đoạn thẳng MN bằng
A. .
B. 1.
C. 2.
D. 3.
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm
Khi đó hoành độ trung điểm I của đoạn MN là .
Chọn B.
Ví dụ 1.3: Tọa độ giao điểm của hai đồ thị hàm số và đường thẳng là
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm
là giao điểm của hai đồ thị.
Chọn A.
Ví dụ 1.4 (THPT Chuyên Phan Bội Châu – Nghệ An 2017 Lần 3)
Tìm tập hợp tất cả các giá trị của tham số m sao cho đường thẳng cắt đồ thị của hàm số tại hai điểm phân biệt.
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm
Yêu cầu bài toán ⇔ Phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt khác
Chọn B.
Ví dụ 1.5: Tất cả các giá trị của m để đường thẳng cắt đồ thị hàm số tại hai điểm phân biệt sao cho là
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm:
Hai đồ thị hàm số cắt nhau tại 2 điểm phân biệt ⇔ Phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt khác (*)
Giả sử là 2 giao điểm, với là nghiệm của phương trình (1). Khi đó theo định lí Viet có
Theo giả thiết
(thỏa mãn điều kiện (*)).
Chọn A.
Ví dụ 1.6 (THPT Chuyên Thái Nguyên 2017 Lần 2)
Tìm m để đường thẳng cắt đồ thị hàm số tại hai điểm phân biệt sao cho AB ngắn nhất.
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm:
Ta có
Do đó đường thẳng d luôn cắt đồ thị (C) tại 2 điểm phân biệt.
Gọi hai giao điểm là .
Khi đó theo định lí Viet có
Ta có
Do đó khi .
Chọn A.
Ví dụ 1.7 (THPT Anh Sơn 2 – Nghệ An 2017 Lần 3)
Cho hàm số . Tìm tất cả các giá trị của m để d đi qua có hệ số góc m cắt (C) tại 2 điểm thuộc 2 nhánh của đồ thị.
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Đường thẳng d đi qua và có hệ số góc m là .
Phương trình hoành độ giao điểm:
Đường thẳng d cắt (C) tại hai điểm thuộc hai nhánh của đồ thị khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt thỏa mãn
Vậy chọn B.
Ví dụ 1.8: Tìm tất cả các giá trị của tham số m sao cho đường thẳng cắt đồ thị hàm số tạo hai điểm phân biệt sao cho với I là tâm đối xứng của (C).
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là và có tiệm cận ngang là .
Do đó tâm đối xứng của đồ thị là .
Ta có
Phương trình hoành độ giao điểm
Giả sử là hai giao điểm.
Theo định lí Viet có
Ta có
Diện tích tam giác IMN là:
Chọn A.
Dạng 2 : Tương giao giữa đồ thị của hàm bậc ba và đường thẳng
Ví dụ 2.1: Số giao điểm của đường cong và đường thẳng bằng
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 0.
Lời giải:
Xét phương trình hoành độ giao điểm:
.
Vậy đường cong và đường đường thẳng có 1 giao điểm.
Chọn A.
Ví dụ 2.2 (Đề minh họa lần 1)
Biết rằng đường thẳng cắt đồ thị hàm số tại điểm duy nhất, kí hiệu là tọa độ của điểm đó. Tìm .
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Xét phương trình hoành độ giao điểm:
là giao điểm của hai đồ thị .
Chọn đáp án C.
Ví dụ 2.3: Tìm tất cả các giá trị của tham số m để đường thẳng cắt đồ thị hàm số tại ba điểm phân biệt.
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Xét phương trình hoành độ giao điểm:
Để đường thẳng cắt đồ thị hàm số tại 3 điểm phân biệt ⇔ Phương trình có 2 nghiệm phân biệt khác 0. Chọn A.
Ví dụ 2.4: Cho hàm số . Tất cả các giá trị của m để đồ thị hàm số cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt có hoành độ âm là
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm:
Yêu cầu bài có 2 nghiệm âm phân biệt khác
.
Chọn đáp án A.
Ví dụ 2.5: Cho hàm số có đồ thị và đường thẳng d qua và có hệ số góc m. Tìm tất cả các giá trị của m để đường thẳng d cắt tại 3 điểm phân biệt có hoành độ thỏa mãn .
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Phương trình đường thẳng d qua và có hệ số góc m là
Phương trình hoành độ giao điểm:
Hai đồ thị cắt nhau tại 3 điểm phân biệt có 2 nghiệm phân biệt khác 1.
Gọi là 3 nghiệm của phương trình (1).
Theo định lí Viet ta có
Ta có
Vậy . Chọn A.
Ví dụ 2.6 (Sở GD Bắc Giang 2017 Lần 2)
Cho hàm số và đường thẳng . Tìm các giá trị thực của m để đường thẳng d cắt đồ thị hàm số tại ba điểm phân biệt sao cho và với O là gốc tọa độ.
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm:
Hai đồ thị cắt nhau tại 3 điểm phân biệt có 2 nghiệm phân biệt khác 1
Ba giao điểm là với là nghiệm của phương trình (1). Theo định lí Viet có
Ta có
Chọn đáp án B.
Dạng 3 : Tương giao giữa đồ thị của hàm bậc bốn trùng phương và đường thẳng
Ví dụ 3.1: Cho hàm số có đồ thị (C) và đồ thị . Số giao điểm của (P) và đồ thị (C) là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Lời giải:
Phương trình hoành độ giao điểm
Vậy (P) và (C) cắt nhau tại 2 điểm.
Chọn B.
Ví dụ 3.2: Tìm số giao điểm của đồ thị hàm số và đường thẳng .
A. 2.
B. 4.
C. 6.
D. 8.
Lời giải:
Ta có
Vẽ đồ thị hàm số bằng cách suy ra từ đồ thị
Khi đó đường thẳng cắt đồ thị hàm số
tại 6 điểm.
Chọn đáp án C.
Ví dụ 3.3: Tìm tất cả các giá trị của tham số m để phương trình có 4 nghiệm thực phân biệt.
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
Cách 1:
Ta có
Đặt , phương trình (1) trở thành:
Phương trình (1) có 4 nghiệm phân biệt ⇔ Phương trình (2) có 2 nghiệm dương phân biệt
Vậy chọn đáp án A.
Cách 2:
Xét hàm số xác định trên
Bảng biến thiên:
Từ bảng biến thiên, suy ra phương trình đã cho có 4 nghiệm phân biệt
cắt đường thẳng tại 4 điểm phân biệt . Chọn A.
Ví dụ 3.4: Tìm tất cả các giá trị của tham số m để đồ thị hàm số cắt trục hoành tại đúng hai điểm
A. .
B. .
C. .
D. .
Lời giải:
TXĐ: .
Phương trình hoành độ giao điểm
Đặt , phương trình (1) trở thành:
Để đồ thị hàm số cắt trục hoành tại đúng hai điểm khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt ⇔ Phương trình (2) có hai nghiệm trái dấu hoặc một nghiệm kép dương.
TH1: (2) có nghiệm kép dương
TH2: (2) có hai nghiệm trái dấu .
Vậy giá trị m cần tìm
Chọn B.