برای حل این سوال، ما نیاز داریم خط \(y = 5\) بر تابع \(y = x^3 - 6x^2 + 12x + k\) مماس باشد.
1. **شرط مماس بودن:**
اگر یک خط بر یک تابع مماس باشد، آنگاه در آن نقطه هم اندازه مشتق اول تابع خواهد شد.
2. **محاسبه مشتق:**
\(y = x^3 - 6x^2 + 12x + k\)
مشتق بگیرید:
\(y' = 3x^2 - 12x + 12\)
3. **شرط تساوی مقدار y و مشتق y:**
با استفاده از اینکه \(y = 5\)، باید یک نقطه \(x_0\) وجود داشته باشد که:
\(x_0^3 - 6x_0^2 + 12x_0 + k = 5\)
و
\(3x_0^2 - 12x_0 + 12 = 0\)
4. **حل معادله مشتق صفر:**
\(3x_0^2 - 12x_0 + 12 = 0\)
معادله را بر 3 تقسیم میکنیم:
\(x_0^2 - 4x_0 + 4 = 0\)
که \((x_0 - 2)^2 = 0\)
پس \(x_0 = 2\).
5. **جایگزینی x_0 در معادله تابع:**
\(2^3 - 6(2)^2 + 12(2) + k = 5\)
محاسبه میکنیم:
\(8 - 24 + 24 + k = 5\)
با سادهسازی:
\(8 + k = 5\)
پس \(k = -3\).
بنابراین پاسخ نهایی \(k = -3\) است. (انتخاب گزینه 4)