Cho phương trình
\(x^{2} - 2 \left(\right. m + 1 \left.\right) x + m^{2} + 4 = 0.\)Tìm giá trị của \(m\) để phương trình có hai nghiệm phân biệt \(x_{1} , \textrm{ }\textrm{ } x_{2}\) thỏa mãn điều kiện
\(x_{1}^{2} + 2 \left(\right. m + 1 \left.\right) x_{2} = 3 m^{2} + 16.\)
\(x^2-2\left(\right.m+1\left.\right)x+m^2+4=0\)
\(\Delta = \left[\right. - 2 \left(\right. m + 1 \left.\right) \left]\right.^{2} - 4 \left(\right. m^{2} + 4 \left.\right) = 8 m - 12 > 0\)
\(m > \frac{3}{2}\)
\(x_{1}^{2} = 2 \left(\right. m + 1 \left.\right) x_{1} - m^{2} - 4\)
\(x_{1}^{2} + 2 \left(\right. m + 1 \left.\right) x_{2} = 3 m^{2} + 16\)
\(\Leftrightarrow 2 \left(\right. m + 1 \left.\right) x_{1} - m^{2} - 4 + 2 \left(\right. m + 1 \left.\right) x_{2} = 3 m^{2} + 16\) \(\Leftrightarrow 2 \left(\right. m + 1 \left.\right) \left(\right. x_{1} + x_{2} \left.\right) - m^{2} - 4 = 3 m^{2} + 16\)
\(x_{1} + x_{2} = 2 \left(\right. m + 1 \left.\right)\)
\(\Rightarrow 4 \left(\right. m + 1 \left.\right)^{2} - m^{2} - 4 = 3 m^{2} + 16\)
\(\Leftrightarrow 4 m^{2} + 8 m - m^{2} = 3 m^{2} + 16\)
\(\Leftrightarrow 8 m = 16\)
\(\Leftrightarrow m = 2\)
Vì \(2>\frac{3}{2}\) nên \(m=2\) thỏa mãn đề bài.
Vậy \(m=2\)
\(x^2-2\left(m+1\right)x+m^2+4=0\) (1)
\(\Delta^{\prime}=\left\lbrack-\left(m+1\right)\right\rbrack^2-1.\left(m^2+4\right)\)
\(\Delta^{\prime}=m^2+2m+1-m^2-4\)
\(\Delta^{\prime}=2m-3\)
Điều kiện để 2 nghiệm phân biệt \(x_1\),\(x_2\) cho phương trình (1):
\(\Delta^{\prime}>0\Leftrightarrow2m-3>0\Leftrightarrow m>\frac32\)
Theo hệ thức vi-ét, ta có:
\(\begin{cases}x_1+x_2=2\left(m+1\right)\left(2\right)\\ x_1.x_2=m^2+4\left(3\right)\end{cases}\)
Vì \(x_1\) là một nghiệm của phương trình (1) nên ta có:
\(x_2^1-2\left(m+1\right)x_1+m^2+4=0\)
\(\Leftrightarrow x_2^1=2\left(m+1\right)x_1-m^2-4\left(4\right)\)
Thay (4) vào điệu kiện đề bài cho \(x_2^1+2\left(m+1\right)x_2=3m^2+16\), ta có:
\(\left\lbrack2\left(m+1\right)x_1-m^2-4\right\rbrack+2\left(m+1\right)x_2=3m^2+16\)
\(\Leftrightarrow2\left(m+1\right)x_1+2\left(m+1\right)x_2-m^2-4=3m^2+16\)
\(\Leftrightarrow2\left(m+1\right)\left(x_1+x_2\right)=4m^2+20\left(5\right)\)
Thay hệ thức Vi-ét \(x_1+x_2=2\left(m+1\right)\) từ (2) vào phương trình (5), ta có:
\(2\left(m+1\right).2\left(m+1\right)=4m^2+20\)
\(\Leftrightarrow4\left(m+1\right)^2=4m^2+20\)
\(\Leftrightarrow\left(m+1\right)^2=4m^2+20\)
\(\Leftrightarrow m^2+2m+1=m^2+5\)
\(\Leftrightarrow m^2-m^2+2m=5-1\)
\(\Leftrightarrow2m=4\)
\(\Leftrightarrow m=2\)
Vậy m = 2 là giá trị cần tìm.