Cho hàm số \(f\left( x \right) = {\left( {\sin x - m} \right)^2} + {\left( {\cos x - n} \right)^2}\) (\(m,\,\,n\)

Câu hỏi số 470099:

Vận dụng

Cho hàm số \(f\left( x \right) = {\left( {\sin x - m} \right)^2} + {\left( {\cos x - n} \right)^2}\) (\(m,\,\,n\) là các tham số nguyên). Có tất cả bao nhiêu bộ \(\left( {m;n} \right)\) sao cho \(\mathop {\min }\limits_{x \in \mathbb{R}} f\left( x \right) + \mathop {\max }\limits_{x \in \mathbb{R}} f\left( x \right) = 52\)?

A. \(4\)

B. \(0\)

C. \(8\)

D. \(12\)

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:470099

Phương pháp giải

- Khai triển hằng đẳng thức.

- Sử dụng: \( - \sqrt {{a^2} + {b^2}} \le a\sin x + b\cos x \le \sqrt {{a^2} + {b^2}} \), từ đó tìm \(\mathop {\min }\limits_{x \in \mathbb{R}} f\left( x \right),\,\,\mathop {\max }\limits_{x \in \mathbb{R}} f\left( x \right)\).

- Giải phương trình tìm nghiệm nguyên \(m,\,\,n\).

Giải chi tiết

Ta có:

\(\begin{array}{l}f\left( x \right) = {\left( {\sin x - m} \right)^2} + {\left( {\cos x - n} \right)^2}\\f\left( x \right) = {\sin ^2}x - 2m\sin x + {m^2} + {\cos ^2}x - 2n\cos x + {n^2}\\f\left( x \right) = 1 - 2\left( {m\sin x + n\cos x} \right) + {m^2} + {n^2}\end{array}\)

Ta có: \( - \sqrt {{m^2} + {n^2}} \le m\sin x + n\cos x \le \sqrt {{m^2} + {n^2}} \)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow 2\sqrt {{m^2} + {n^2}} \ge - 2\left( {m\sin x + n\cos x} \right) \ge - 2\sqrt {{m^2} + {n^2}} \\ \Rightarrow 1 + 2\sqrt {{m^2} + {n^2}} \ge 1 - 2\left( {m\sin x + n\cos x} \right) \ge 1 - 2\sqrt {{m^2} + {n^2}} \\ \Rightarrow 1 + 2\sqrt {{m^2} + {n^2}} + {m^2} + {n^2} \ge f\left( x \right) \ge 1 - 2\sqrt {{m^2} + {n^2}} + {m^2} + {n^2}\\ \Rightarrow \mathop {\min }\limits_{x \in \mathbb{R}} f\left( x \right) = 1 - 2\sqrt {{m^2} + {n^2}} + {m^2} + {n^2}\\\,\,\,\,\,\,\mathop {\max }\limits_{x \in \mathbb{R}} f\left( x \right) = 1 + 2\sqrt {{m^2} + {n^2}} + {m^2} + {n^2}\end{array}\)

Theo bài ra ta có:

\(\begin{array}{l}\mathop {\min }\limits_{x \in \mathbb{R}} f\left( x \right) + \mathop {\max }\limits_{x \in \mathbb{R}} f\left( x \right) = 52\\ \Leftrightarrow 1 - 2\sqrt {{m^2} + {n^2}} + {m^2} + {n^2} + 1 + 2\sqrt {{m^2} + {n^2}} + {m^2} + {n^2} = 52\\ \Leftrightarrow 2 + 2{m^2} + 2{n^2} = 52\\ \Leftrightarrow {m^2} + {n^2} = 25\end{array}\)

Vì \(m,\,\,n \in \mathbb{Z} \Rightarrow \left( {m;n} \right) \in \left\{ \begin{array}{l}\left( {0;5} \right);\left( {0; - 5} \right);\left( {5;0} \right);\left( { - 5;0} \right);\\\left( {3;4} \right);\left( {3; - 4} \right);\left( { - 3;4} \right);\left( { - 3; - 4} \right)\\\left( {4;3} \right);\left( {4; - 3} \right);\left( { - 4;3} \right);\left( { - 4; - 3} \right)\end{array} \right\}\).

Vậy có 12 bộ số \(\left( {m;n} \right)\) thỏa mãn.

Đáp án cần chọn là: D

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.