Cho hàm số \(f\left( x \right)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\) và có đạo hàm \(f'\left( x \right) = x{(x + 1)^2}\left( {{x^2} + mx + 16} \right)\), với mọi \(x \in \mathbb{R}\) . Có bao nhiêu giá trị nguyên âm của tham số \(m\) để hàm số \(g\left( x \right) = f\left( {{x^2}} \right)\) đồng biến trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\)?

Giải thích

Ta có: \(g'\left( x \right) = 2xf'\left( {{x^2}} \right) = 2x\left[ {{x^2}{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}\left( {{x^4} + m{x^2} + 16} \right)} \right]\)

\(g'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 0}\\{{x^4} + m{x^2} + 16 = 0\,\,\left( * \right)}\end{array}} \right.\)

Để hàm số \(g\left( x \right)\) đồng biến trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\) thì \(g'\left( x \right) \ge 0,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\)

Đặt \(t = {x^2}\left( {t \ge 0} \right)\), phương trình \(\left( {\rm{*}} \right)\) trở thành: \({t^2} + mt + 16 = 0\left( {{\rm{**}}} \right)\)

Để \(g'\left( x \right) \ge 0,\forall x \in \left( {0; + \infty } \right)\) thì \(\left( {{\rm{**}}} \right)\) vô nghiệm hoặc có nghiệm kép hoặc có hai nghiệm âm phân biệt.

\( \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{{\rm{\Delta }} \le 0}\\{\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{\rm{\Delta }} > 0}\\{ - m < 0}\end{array}} \right.}\end{array} \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{{m^2} - 4.16 \le 0}\\{\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{m^2} - 4.16 > 0}\\{ - m < 0}\end{array}} \right.}\end{array} \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{ - 8 \le m \le 8}\\{m > 8}\end{array} \Leftrightarrow m \ge  - 8} \right.} \right.} \right.\)

Vì \(m\) nguyên âm nên \(m \in \left\{ { - 8; - 7; \ldots ; - 1} \right\}\).

 Chọn C