Bài 3:
a) Để đường thẳng (d) song song với đường thẳng y = 4x + 3, hệ số góc của đường thẳng (d) phải bằng hệ số góc của đường thẳng y = 4x + 3.
Hệ số góc của đường thẳng y = 4x + 3 là 4.
Vậy, ta có:
m2 + 3 = 4
m2 = 1
m = ±1
Vậy, hệ số góc của đường thẳng (d) cần tìm là m = 1 hoặc m = -1.
b) Khoảng cách từ gốc tọa độ đến đường thẳng (d) là
d = |b| / √(m2 + 1)
trong đó b là hệ số chặn của đường thẳng (d).
Hệ số chặn của đường thẳng (d) là giá trị y khi x = 0, ta có:
y = (m2 + 3)x + 4 = (m2 + 3)(0) + 4 = 4
Vậy, b = 4.
Ta cần tìm giá trị của m để d đạt giá trị lớn nhất.
Ta có thể sử dụng đạo hàm để tìm điểm cực đại của hàm số d theo m.
Đặt f(m) = |b| / √(m2 + 1) = 4 / √(m2 + 1)
Khi đó, ta có:
f'(m) = -2m / (m2 + 1)3/2
f'(m) = 0 ⇔ m = 0
Để kiểm tra xem điểm m = 0 là điểm cực đại, ta sử dụng đạo hàm 2 lần:
f''(m) = 6m2 - 2 / (m2 + 1)5/2
f''(0) = -2 < 0
Vậy, điểm m = 0 là điểm cực đại của hàm số f(m).
Vậy, giá trị lớn nhất của khoảng cách d là:
f(0) = 4 / √1 = 4.
Khi đó, m = 0 là giá trị cần tìm để khoảng cách từ gốc tọa độ đến đường thẳng (d) lớn nhất.