Question

cho hàm số \(f\left(x\right)=x^3+2x-5^m\). có bao nhiêu giá trị nguyên của m thuộc đoạn [-6;6] để bất phương trình f(f(x)) \(\ge\) x đúng vs mọi x thuộc (2;6)

Answer 1

Ta có: \(f'\left(x\right)=3x^2+2\ge2;\forall x\)

Đặt \(g\left(x\right)=f\left(f\left(x\right)\right)-x\Rightarrow g'\left(x\right)=f'\left(x\right).f'\left(f\left(x\right)\right)-1\ge2.2-1>0;\forall x\)

\(\Rightarrow g\left(x\right)\) đồng biến trên R

\(\Rightarrow\min\limits_{\left[2;6\right]}g\left(x\right)=g\left(2\right)=f\left(f\left(2\right)\right)-2\)

Ta cần tìm m để \(f\left(f\left(2\right)\right)-2\ge0\)

Đặt \(5^m=t\Rightarrow f\left(2\right)=12-t\)

\(\left(1\right)\Leftrightarrow\left(12-t\right)^3+2\left(12-t\right)-t-2\ge0\) 

\(\Leftrightarrow\left(10-t\right)\left(t^2-26t+175\right)\ge0\)

\(\Rightarrow t\le10\)

\(\Rightarrow5^m\le10\Rightarrow m\le log_510\)