Bài 4
CMR: y= (mx+m-1)/(x+m-1) luôn tiếp xúc với 1 đường thẳng cố định
Bài này phải có điều kiện $ m \neq 1 $ nếu không thì hàm số suy biến thành y=1 thì làm sao có tiếp tuyến ?
Sửa lại đề: Chứng minh rằng với mọi $m \neq 1$ đồ thị hàm số $y=\dfrac{mx+m-1}{x+m-1}=m-\dfrac{(m-1)^2}{x+m-1}$ luôn tiếp xúc với một đường thẳng cố định.
Ta có đồ thị hàm số luôn tiếp xúc với đường thẳng cố định đường thẳng $y=ax+b$ khi và chỉ khi hpt sau có nghiệm với mọi $ m \neq 1$
$\left\{ \begin{array}{l}m - \dfrac{{{{(m - 1)}^2}}}{{x + m - 1}} = ax + b\\\dfrac{{{{(m - 1)}^2}}}{{{{(x + m - 1)}^2}}} = a\end{array} \right.$
$\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m - \dfrac{{{{(m - 1)}^2}}}{{x + m - 1}} = a(x + m - 1) + b - am + a\\\dfrac{{{{(m - 1)}^2}}}{{{{(x + m - 1)}^2}}} = a\end{array} \right.$
$\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{m(a + 1) - (b + a)}}{{x + m - 1}} - \dfrac{{{{(m - 1)}^2}}}{{{{(x + m - 1)}^2}}} = a\\\dfrac{{{{(m - 1)}^2}}}{{{{(x + m - 1)}^2}}} = a\end{array} \right.$
$\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{m(a + 1) - (b + a)}}{{x + m - 1}} = 2a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(1)\\\dfrac{{{{(m - 1)}^2}}}{{{{(x + m - 1)}^2}}} = a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(2)\end{array} \right.$
Từ (2) với $m \neq 1$ ta suy ra $a>0$, kết hợp với (1) thì $m(a+1)-(b+a) \neq 0$. Dó đó hpt trên có nghiệm với mọi $ m \neq 1$ tương đương phương trình
${m^2}[{(a - 1)^2} - 4a] - 2m[(b + a)(a + 1) - 4a] + {(b + a)^2} - 4a = 0$
có nghiệm có với mọi $m \neq 1$
$\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{(1 + a)^2} - 4a = 0\\(1 + a)(b + a) - 4a = 0\\{(b + a)^2} - 4a = 0\end{array} \right.$
$ \Leftrightarrow a = b = 1$.
Vậy đồ thị luôn tiếp xúc với đường thẳng $y=x+1$.