Với giá trị nào của tham số \(m\) thì phương trình \({x^3} - m{x^2} - 6x - 8 = 0\) có ba nghiệm thực lập thành một cấp số nhân?

Lời giải

Chọn B

Ta chứng minh nếu \({x_1}\), \({x_2}\), \({x_3}\) là nghiệm của phương trình \({x^3} - m{x^2} - 6x - 8 = 0\) thì \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x_1} + {x_2} + {x_3} = m}\\{{x_1}{x_2}{x_3} = 8}\end{array}} \right.\).

Thật vậy \({x^3} - m{x^2} - 6x - 8 = \left( {x - {x_1}} \right)\left( {x - {x_2}} \right)\left( {x - {x_3}} \right)\)

\( \Leftrightarrow {x^3} - m{x^2} - 6x - 8 = {x^3} - \left( {{x_1} + {x_2} + {x_3}} \right){x^2} + \left( {{x_1}{x_2} + {x_2}{x_3} + {x_3}{x_1}} \right)x - {x_1}{x_2}{x_3} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x_1} + {x_2} + {x_3} = m}\\{{x_1}{x_2}{x_3} = 8}\end{array}} \right.\).

Điều kiện cần: Phương trình \({x^3} - m{x^2} - 6x - 8 = 0\)có ba nghiệm thực \({x_1} < {x_2} < {x_3}\)

lập thành một cấp số nhân \( \Leftrightarrow {x_1}.{x_3} = {x_2}^2\) \( \Leftrightarrow {x_1}.{x_2}.{x_3} = {x_2}^3 \Leftrightarrow 8 = {x_2}^3 \Leftrightarrow {x_2} = 2\).

Vậy phương trình \({x^3} - m{x^2} - 6x - 8 = 0\)phải có nghiệm bằng \(2\).

Thay \(x = 2\) vào phương trình ta có \(m = - 3\).

Điều kiện đủ: Thử lại với \(m = - 3\)ta có \({x^3} + 3{x^2} - 6x - 8 = 0 \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = - 4}\\{x = 2}\\{x = - 1}\end{array}} \right.\) (thỏa yêu cầu bài toán).