Điều kiện để (Cm) cắt trục hoành tại bốn điểm phân biệt A,B,C,D là phương trình x4−2(m−1)x2+3m−9=0 (∗) có bốn nghiệm phân biệt, tức là m là nghiệm của hệ {(m−1)2−(3m−9)>02(m−1)>03m−9>0,hay $\begin{cases}m^2-5m+10>0>0 \\ m>1\\m>3 \end{cases}.Giải hệ này và được kết quả m>3.Khi đó (*) có hai nghiệm dương đối nhau với hai nghiệm âm; từ đề bài suy ra x_{D}=-x_{A} và x_{B}=-x_{C} với x_{A}<0,x_{C}>0. Từ định lý Vi-et mở rộng suy ra \begin{cases}x_{A}x_{B}+x_{A}x_{C}+x_{A}x_{D}+x_{B}x_{C}+x_{B}x_{D}+x_{C}x_{D}=-2(m-1) \\ x_{A}x_{B}x_{C}x_{D}=3m-9\end{cases},hay \begin{cases}x^{2}_{A}+x^{2}_{C}=2(m-1) \\ x^{2}_{A}x^{2}_{C}=3m-9\end{cases},suy ra \begin{cases}x^{2}_{A}+x^{2}_{C}=2(m-1) \\ x_{A}x_{C}=-\sqrt{3m-9}\end{cases}.Suy ra |x_{C}-x_{A}|=\sqrt{x^{2}_{A}+x^{2}_{C}-2x_{A}x_{C}}=\sqrt{2(m-1)+2\sqrt{3m-9}}.Dễ thấy rằng A(x_{A};0) và C(x_{C};0). Từ đó suy ra AC=|x_{C}-x_{A}|=\sqrt{2(m-1)+2\sqrt{3m-9}}; d(M,AC)=d(M,Ox)=1.Suy ra S_{\Delta MAC}=\frac{1}{2}.AC.d(M,AC)=\sqrt{\frac{m-1+\sqrt{3m-9}}{2}}.Từ đó, điều kiện để S_{\Delta MAC}=2 là m phải là nghiệm của phương trình \sqrt{\frac{m-1+\sqrt{3m-9}}{2}}=2 (**).Ta có: (**)\Leftrightarrow \sqrt{3m-9}=9-m\Leftrightarrow \begin{cases}m\leq 9\\ m^2-21m+90=0 \end{cases}\Leftrightarrow \begin{cases}m\leq 9\\ m=6\vee m=15\end{cases}\Leftrightarrow m=6.Giá trị m=6 thỏa mãn điều kiện m>3$. Đây cũng là giá trị duy nhất thỏa mãn điều kiện đề bài.
Điều kiện để
(C_{m}) cắt trục hoành tại bốn điểm phân biệt
A,B,C,D là phương trình
x^4-2(m-1)x^2+3m-9=0 (*) có bốn nghiệm phân biệt, tức là
m là nghiệm của hệ
\begin{cases}(m-1)^2-(3m-9)>0 \\ 2(m-1)>0\\3m-9>0 \end{cases},hay
\begin{cases}m^2-5m+10>0 \\ m>1\\m>3 \end{cases}.Giải hệ này và được kết quả
m>3.Khi đó
(*) có hai nghiệm dương đối nhau với hai nghiệm âm; từ đề bài suy ra
x_{D}=-x_{A} và
x_{B}=-x_{C} với
x_{A}<0,x_{C}>0. Từ định lý Vi-et mở rộng suy ra
\begin{cases}x_{A}x_{B}+x_{A}x_{C}+x_{A}x_{D}+x_{B}x_{C}+x_{B}x_{D}+x_{C}x_{D}=-2(m-1) \\ x_{A}x_{B}x_{C}x_{D}=3m-9\end{cases},hay
\begin{cases}x^{2}_{A}+x^{2}_{C}=2(m-1) \\ x^{2}_{A}x^{2}_{C}=3m-9\end{cases},suy ra
\begin{cases}x^{2}_{A}+x^{2}_{C}=2(m-1) \\ x_{A}x_{C}=-\sqrt{3m-9}\end{cases}.Suy ra
|x_{C}-x_{A}|=\sqrt{x^{2}_{A}+x^{2}_{C}-2x_{A}x_{C}}=\sqrt{2(m-1)+2\sqrt{3m-9}}.Dễ thấy rằng
A(x_{A};0) và
C(x_{C};0). Từ đó suy ra
AC=|x_{C}-x_{A}|=\sqrt{2(m-1)+2\sqrt{3m-9}};
d(M,AC)=d(M,Ox)=1.Suy ra
S_{\Delta MAC}=\frac{1}{2}.AC.d(M,AC)=\sqrt{\frac{m-1+\sqrt{3m-9}}{2}}.Từ đó, điều kiện để
S_{\Delta MAC}=2 là
m phải là nghiệm của phương trình
\sqrt{\frac{m-1+\sqrt{3m-9}}{2}}=2 (**).Ta có:
(**)\Leftrightarrow \sqrt{3m-9}=9-m\Leftrightarrow \begin{cases}m\leq 9\\ m^2-21m+90=0 \end{cases}\Leftrightarrow \begin{cases}m\leq 9\\ m=6\vee m=15\end{cases}\Leftrightarrow m=6.Giá trị
m=6 thỏa mãn điều kiện
m>3. Đây cũng là giá trị duy nhất thỏa mãn điều kiện đề bài.