Cho hàm số \(y = \frac{1}{2}{x^2}\) có đồ thị \(\left( P \right)\). Xét các điểm A, B thuộc \(\left( P \right)\) sao cho tiếp tuyến tại A và B của \(\left( P \right)\) vuông góc với nhau, diện tích hình phẳng giới hạn bởi \(\left( P \right)\) và đường thẳng AB bằng \(\frac{9}{4}\). Gọi \({x_1},\,\,{x_2}\) lần lượt là hoành độ của A và B. Giá trị của \({\left( {{x_1} + {x_2}} \right)^2}\) bằng:
A. 7
B. 5
C. 13
D. 11
Lời giải của giáo viên
ToanVN.com
\(\left( P \right):\,\,y = \frac{1}{2}{x^2}\).
TXĐ : \(D = R\). Ta có \(y' = x\).
Giả sử \(A\left( {{x_1};\frac{1}{2}x_1^2} \right);\,\,B\left( {{x_2};\frac{1}{2}x_2^2} \right) \in \left( P \right)\,\,\left( {{x_1} \ne {x_2}} \right)\).
Phương trình tiếp tuyến tại điểm A của \(\left( P \right)\) là \(y = {x_1}\left( {x - {x_1}} \right) + \frac{1}{2}x_1^2 \Leftrightarrow y = {x_1}x - \frac{1}{2}x_1^2\,\,\left( {{d_1}} \right)\)
Phương trình tiếp tuyến tại điểm B của \(\left( P \right)\) là \(y = {x_2}\left( {x - {x_2}} \right) + \frac{1}{2}x_2^2 \Leftrightarrow y = {x_2}x - \frac{1}{2}x_2^2\,\,\left( {{d_2}} \right)\)
Do \(\left( {{d_1}} \right) \bot \left( {{d_2}} \right)\) nên ta có \({x_1}{x_2} = - 1 \Leftrightarrow {x_2} = \frac{{ - 1}}{{{x_1}}}\).
Phương trình đường thẳng AB :
\(\begin{array}{l}\frac{{x - {x_1}}}{{{x_2} - {x_1}}} = \frac{{y - \frac{1}{2}x_1^2}}{{\frac{1}{2}x_2^2 - \frac{1}{2}x_1^2}} \Leftrightarrow \frac{1}{2}\left( {x - {x_1}} \right)\left( {x_2^2 - x_1^2} \right) = \left( {y - \frac{1}{2}x_1^2} \right)\left( {{x_2} - {x_1}} \right)\\ \Leftrightarrow \left( {x - {x_1}} \right)\left( {{x_2} + {x_1}} \right) = 2y - x_1^2 \Leftrightarrow \left( {{x_1} + {x_2}} \right)x - 2y - {x_1}{x_2} = 0\\ \Leftrightarrow y = \frac{1}{2}\left[ {\left( {{x_1} + {x_2}} \right)x - {x_1}{x_2}} \right] = \frac{1}{2}\left[ {\left( {{x_1} + {x_2}} \right)x + 1} \right]\end{array}\)
Do đó diện tích hình phẳng giới hạn bởi \(AB,\,\,\left( P \right)\) là :
\(\begin{array}{l}S = \frac{1}{2}\int\limits_{{x_1}}^{{x_2}} {\left( {\left( {{x_1} + {x_2}} \right)x + 1 - {x^2}} \right)dx} \\ \Leftrightarrow \frac{9}{4} = \frac{1}{2}\left. {\left( {\left( {{x_1} + {x_2}} \right)\frac{{{x^2}}}{2} + x - \frac{{{x^3}}}{3}} \right)} \right|_{{x_1}}^{{x_2}}\\ \Leftrightarrow \frac{9}{4} = \frac{1}{2}\left[ {\left( {{x_1} + {x_2}} \right)\left( {\frac{{x_2^2}}{2} - \frac{{x_1^2}}{2}} \right) + \left( {{x_2} - {x_1}} \right) - \frac{{x_2^3 - x_1^3}}{3}} \right]\\ \Leftrightarrow \frac{9}{2} = \frac{1}{2}\left( {{x_1} + {x_2}} \right)\left( {x_2^2 - x_1^2} \right) + \left( {{x_2} - {x_1}} \right) - \frac{{x_2^3 - x_1^3}}{3}\\ \Leftrightarrow 27 = 3\left( {{x_1}x_2^2 - x_1^3 + x_2^3 - x_1^2{x_2}} \right) + 6\left( {{x_2} - {x_1}} \right) - 2x_2^3 + 2x_1^3\\ \Leftrightarrow 27 = 3{x_1}x_2^2 - 3x_1^2{x_2} + x_2^3 - x_1^3 + 6\left( {{x_2} - {x_1}} \right)\\ \Leftrightarrow 27 = - 3\left( {{x_2} - {x_1}} \right) + \left( {{x_2} - {x_1}} \right)\left( {x_1^2 + x_2^2 - 1} \right) + 6\left( {{x_2} - {x_1}} \right)\\ \Leftrightarrow 27 = 3\left( {{x_2} - {x_1}} \right) + \left( {{x_2} - {x_1}} \right)\left( {x_1^2 + x_2^2 - 1} \right)\\ \Leftrightarrow 27 = \left( {{x_2} - {x_1}} \right)\left( {x_1^2 + x_2^2 + 2} \right)\\ \Leftrightarrow 27 = \left( {{x_2} - {x_1}} \right)\left( {x_1^2 + x_2^2 - 2{x_1}{x_2}} \right)\\ \Leftrightarrow 27 = \left( {{x_2} - {x_1}} \right){\left( {{x_2} - {x_1}} \right)^2} = {\left( {{x_2} - {x_1}} \right)^3}\\ \Leftrightarrow {x_2} - {x_1} = 3\end{array}\)
Thay \({x_2} = \frac{{ - 1}}{{{x_1}}}\) ta có : \(\frac{{ - 1}}{{{x_1}}} - {x_1} = 3 \Leftrightarrow - 1 - x_1^2 - 3{x_1} = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x_1} = \frac{{ - 3 - \sqrt 5 }}{2} \Rightarrow {x_2} = \frac{2}{{3 + \sqrt 5 }}\\{x_1} = \frac{{ - 3 + \sqrt 5 }}{2} \Rightarrow {x_2} = \frac{{ - 2}}{{ - 3 + \sqrt 5 }}\end{array} \right. \Leftrightarrow {\left( {{x_1} + {x_2}} \right)^2} = 5\).
Chọn B.
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Cho tứ diện \(ABCD\) có \(AB = CD = a.\) Gọi \(M,\;N\) lần lượt là trung điểm của \(AD\) và \(BC.\) Biết \(MN = \dfrac{{\sqrt 3 a}}{2},\) góc giữa đường thẳng\(AB\) và \(CD\) bằng:
Trong không gian Oxyz, cho các điểm \(A\left( { - 1;2;1} \right),\,\,B\left( {2; - 1;4} \right),\,\,C\left( {1;1;4} \right)\). Đường thẳng nào dưới đây vuông góc với mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\)?
Cho khối nón có chiều cao bằng \(2a\) và bán kính đáy bằng \(a\) . Thể tích của khối nón đã cho bằng
Cho số phức \(z\) thỏa mãn \(\left( {2 + 3i} \right)z + 4 - 3i = 13 + 4i.\) Mô đun của \(z\) bằng
Trong không gian \({\rm{Ox}}yz,\) vectơ nào dưới đây là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \(\left( P \right):\,2y - 3z + 1 = 0?\)
Trong không gian \(Oxyz,\) gọi \(d\) là đường thẳng qua \(A\left( {1;\;0;\;2} \right)\) cắt và vuông góc với đường thẳng \({d_1}:\;\dfrac{{x - 1}}{1} = \dfrac{y}{1} = \dfrac{{z - 5}}{{ - 2}}.\) Điểm nào dưới đây thuộc \(d?\)
Cho hàm số \(y = {x^3} - 2x + 1\) có đồ thị \(\left( C \right)\) . Hệ số góc \(k\) của tiếp tuyến với \(\left( C \right)\) tại điểm có hoành độ bằng 1 bằng
Gọi \({x_1},\;{x_2}\) là hai điểm cực trị của hàm số \(f\left( x \right) = \dfrac{1}{3}{x^3} - 3{x^2} - 2x.\) Giá trị của \(x_1^2 + x_2^2\) bằng:
Trong không gian \({\rm{Ox}}yz\) , cho hai điểm \(A\left( {1; - 1;2} \right)\) và \(B\left( {3;3;0} \right)\) . Mặt phẳng trung trực của đường thẳng \(AB\) có phương trình là
Trong không gian \(Oxyz,\) điểm nào dưới đây thuộc đường thẳng \(\dfrac{{x - 1}}{2} = \dfrac{{y + 1}}{{ - 1}} = \dfrac{{z - 2}}{3}?\)
Cho khối chóp \(SABCD\) có đáy \(ABCD\) là hình thoi tâm \(O,\;AB = a,\;\angle BAD = {60^0},\;SO \bot \left( {ABCD} \right)\) và mặt phẳng \(\left( {SCD} \right)\) tạo với mặt đáy một góc bằng \({60^0}.\) Thể tích khối chóp đã cho bằng:
Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số \(m\) để đồ thị hàm số \(y = \left| {{x^3} - 3x + m} \right|\) có 5 điểm cực trị?
Trong không gian Oxyz, cho hai điểm \(A\left( {3;1; - 3} \right),\,\,B\left( {0; - 2;3} \right)\) và mặt cầu \(\left( S \right):\,\,{\left( {x + 1} \right)^2} + {y^2} + {\left( {z - 3} \right)^2} = 1\). Xét điểm M thay đổi luôn thuộc mặt cầu \(\left( S \right)\), giá trị lớn nhất của \(M{A^2} + 2M{B^2}\) bằng:
Với các số thực \(a,\,\,b > 0,\,\,a \ne 1\) tùy ý, biểu thức \({\log _{{a^2}}}\left( {a{b^2}} \right)\) bằng:


