a) Để chứng minh rằng đường thẳng (d): y = (m-1)x + 2 luôn cắt parabol (P): y = x^2 tại hai điểm phân biệt, ta cần tìm điểm giao của hai đường này và chứng minh rằng tồn tại hai điểm phân biệt.
Để tìm điểm giao của (d) và (P), ta giải hệ phương trình sau:
(m-1)x + 2 = x^2
Đưa phương trình về dạng tiêu chuẩn:
x^2 - (m-1)x - 2 = 0
Để xác định điểm giao, ta cần giải phương trình trên. Áp dụng công thức nghiệm của phương trình bậc hai, ta có:
x = [-(m-1) ± √((m-1)^2 - 4(1)(-2))] / (2(1))
x = [-(m-1) ± √(m^2 - 2m + 1 + 8)] / 2
x = [-(m-1) ± √(m^2 - 2m + 9)] / 2
Ta nhận thấy rằng nếu (m^2 - 2m + 9) > 0, thì phương trình có hai nghiệm phân biệt. Điều này có nghĩa là đường thẳng (d) sẽ cắt parabol (P) tại hai điểm phân biệt.
b) Để tìm m sao cho (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt có hoành độ x1 và x2 thỏa mãn x1 = 2|x2|, ta sẽ sử dụng kết quả từ phần a).
Từ kết quả của phần a), ta biết rằng (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt khi (m^2 - 2m + 9) > 0.
Ta xét trường hợp khi x1 = 2|x2|:
x1 = 2|x2|
x1 = 2(±√(m^2 - 2m + 9))
Để đảm bảo x1 = 2|x2|, ta có hai trường hợp:
1) Khi x1 = 2√(m^2 - 2m + 9), thì x2 = -√(m^2 - 2m + 9)
2) Khi x1 = -2√(m^2 - 2m + 9), thì x2 = √(m^2 - 2m + 9)
Từ hai trường hợp trên, ta có:
x1^2 = 4(m^2 - 2m + 9)
x2^2 = (m^2 - 2m + 9)
Điều kiện x1 = 2|x2| sẽ là:
4(m^2 - 2m + 9) = (m^
2 - 2m + 9)
Tiếp theo, ta giải phương trình trên để tìm m:
3m^2 - 4m = 0
m(3m - 4) = 0
Vậy, có hai giá trị của m là m = 0 và m = 4/3 để (d) cắt (P) tại hai điểm phân biệt có hoành độ x1 và x2 thỏa mãn x1 = 2|x2|.