Đề thi Đánh giá năng lực ĐHQG Hồ Chí Minh năm 2025 có đáp án (Đề 24)

Phương trình đã cho có đúng bốn nghiệm phân biệt khi và chỉ khi

75/120

Dựa vào thông tin dưới đây để trả lời các câu từ 74 đến 75

Cho phương trình \({\left( {7 - 3\sqrt 5 } \right)^{{x^2}}} + m{\left( {7 + 3\sqrt 5 } \right)^{{x^2}}} = {2^{{x^2} - 1}}\), với m là tham số thực.

Phương trình đã cho có đúng bốn nghiệm phân biệt khi và chỉ khi    

\( - \frac{1}{2} < {\rm{m}} \le \frac{1}{{16}}\).

\( - \frac{1}{2} < {\rm{m}} < 0\).

\(0 \le {\rm{m}} < \frac{1}{{16}}\).

\(0 < {\rm{m}} < \frac{1}{{16}}\).

Giải thích

Ta có \(\left( {7 + 3\sqrt 5 } \right)\left( {7 - 3\sqrt 5 } \right) = 49 - 45 = 4 \Rightarrow 7 - 3\sqrt 5 = \frac{4}{{7 + 3\sqrt 5 }}\).

Khi đó \({\left( {7 - 3\sqrt 5 } \right)^{{x^2}}} + m{\left( {7 + 3\sqrt 5 } \right)^{{x^2}}} = {2^{{x^2} - 1}}\)\( \Leftrightarrow {\left( {\frac{4}{{7 + 3\sqrt 5 }}} \right)^{{x^2}}} + m{\left( {7 + 3\sqrt 5 } \right)^{{x^2}}} = \frac{1}{2} \cdot {2^{{x^2}}}\)

\( \Leftrightarrow 2 \cdot {2^{2{x^2}}} - {2^{{x^2}}} \cdot {\left( {7 + 3\sqrt 5 } \right)^{{x^2}}} + 2m{\left( {7 + 3\sqrt 5 } \right)^{2{x^2}}} = 0\)

\( \Leftrightarrow 2 \cdot {\left( {\frac{2}{{7 + 3\sqrt 5 }}} \right)^{2{x^2}}} - {\left( {\frac{2}{{7 + 3\sqrt 5 }}} \right)^{{x^2}}} + 2m = 0\) (*).

Đặt \({\left( {\frac{2}{{7 + 3\sqrt 5 }}} \right)^{{x^2}}} = t \Rightarrow {x^2} = {\rm{lo}}{{\rm{g}}_{\frac{2}{{7 + 3\sqrt 5 }}}}t\).

Ta có \(0 < \frac{2}{{7 + 3\sqrt 5 }} < 1 \Rightarrow {\rm{lo}}{{\rm{g}}_{\frac{2}{{7 + 3\sqrt 5 }}}}{\rm{t}} > 0 \Leftrightarrow 0 < {\rm{t}} < 1\).

Khi đó, \((*) \Leftrightarrow 2{t^2} - t + 2m = 0\) (1).

Để phương trình đã cho có 4 nghiệm phân biệt \( \Leftrightarrow pt\left( 1 \right)\) có hai nghiệm phân biệt \(t \in \left( {0;1} \right)\)

\( \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{\rm{\Delta }} > 0}\\{af\left( 0 \right) > 0}\\{af\left( 1 \right) > 0}\\{0 < - \frac{b}{{2a}} < 1}\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{1 - 16m > 0}\\{4m > 0}\\{2\left( {2m + 1} \right) > 0}\\{0 < \frac{1}{4} < 1}\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{m < \frac{1}{{16}}}\\{m > 0}\\{m > - \frac{1}{2}}\end{array} \Leftrightarrow 0 < m < \frac{1}{{16}}} \right.} \right.} \right.\). Chọn D.