Tìm $m$ để đường thẳng $y = x + m\,\left( d \right)$ cắt đồ thị hàm số $y = \frac{{2x + 1}}{{x - 2}}\,\left( C \right)$ tại hai điểm phân biệt thuộc hai nhánh của đồ thị $\left( C \right)$.
Hướng dẫn giải (chi tiết)
Phương trình hoành độ giao điểm: $x + m = \frac{{2x + 1}}{{x - 2}}\left( {x \neq 2} \right)$
$\Leftrightarrow {x^2} - 2x + mx - 2m = 2x + 1 \Leftrightarrow {x^2} + \left( {m - 4} \right)x - 2m - 1 = 0$ (1)
Để $(d)$ cắt $(C)$ tại hai điểm phân biệt thuộc hai nhánh của đồ thị khi (1) có hai nghiệm phân biệt ${x_1};{x_2}$ thỏa mãn ${x_1} < 2 < {x_2}$
Khi đó: $\left\{ \begin{array}{l}\n\Delta = {\left( {m - 4} \right)^2} + 4\left( {2m + 1} \right) > 0\\\n{x_1} < 2 < {x_2}\n\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\n{m^2} + 20 > 0 & & \left( {\forall m \in\mathbb R } \right)\\\n{x_1} - 2 < 0 < {x_2} - 2\n\end{array} \right.$
$\left( {{x_1} - 2} \right)\left( {{x_2} - 2} \right) < 0 \Leftrightarrow {x_1}{x_2} - 2\left( {{x_1} + {x_2}} \right) + 4 < 0$
Áp dụng hệ thức vi - ét ta được: $\left\{ \begin{array}{l}\n{x_1} + {x_2} = 4 - m\\\n{x_1}{x_2} = - 2m - 1\n\end{array} \right.$
Ta được: $- 2m - 1 - 2\left( {4 - m} \right) + 4 < 0 \Leftrightarrow - 5 < 0,\,\left( {\forall m} \right)$
Vậy $(d)$ luôn cắt $(C)$ tại hai điểm phân biệt thuộc hai nhánh của đồ thị với mọi $m \in\mathbb R$.