www.thuvienhoclieu.com
I. PHƯƠNG TRÌNH
1. Không có tham số
Dạng 1: Biến đổi tương đương
x 4 + x 2 + 2 5 x 5 + x 2 + 2 = 3 x 4 + 3x − 2 + 2 5 x 5 + 3x
3
Câu 1.
Giải phương trình
Lời giải
+Biến đổi phương trình tương đương :
x = 1
⇔
x = 2
x 2 − 3x + 2 = 0
4 x + 1 + 2 2 x + 3 = ( x − 1)( x − 2 ).
2
Câu 2.
Giải phương trình
Lời giải
x ≥ −1.
Điều kiện:
x = −1
Nhận thấy
Xét
x > −1.
4
(
là một nghiệm của phương trình.
Khi đó phương trình đã cho tương đương với
) (
x+1 − 2 + 2
⇔
)
2 x + 3 − 3 = x − x − 2 x − 12
4( x − 3)
x+1 + 2
+
3
2
4( x − 3)
= ( x − 3)( x + 2 x + 4 )
2
2x + 3 + 3
4
4
+
− ( x + 1) − 3 ÷ = 0.
2x + 3 + 3
x+1 + 2
⇔ ( x − 3)
4
Vì
x > −1
x+1 > 0
nên
4
x+1 + 2
+
Do đó phương trình
2 x + 3 > 1.
và
4
(1)
2
Suy ra
x+1 + 2
+
4
2x + 3 + 3
< 3,
vì vậy
− ( x + 1) − 3 < 0.
2
2x + 3 + 3
(1) ⇔ x − 3 = 0 ⇔ x = 3.
Vậy phương trình đã cho có 2 nghiệm là
x = −1
hoặc
x = 3.
www.thuvienhoclieu.com
1
www.thuvienhoclieu.com
3
Câu 3.
x + 1 + 3 x − 1 = 3 5x
[Đề thi hsg Bắc Sơn, Lạng Sơn] Giải phương trình sau :
Lời giải
3 x + 1 + 3 x − 1 = 3 5x ⇔ 2x + 33 x2 − 1 3 x + 1 + 3 x − 1 = 5x
(
)
5
3 2
3
⇒ x − 13 5x = x ⇒ 4x − 5x = 0 ⇒ x = 0;x = ±
.
2
Thö l¹i ta thÊy ph ¬ng tr×
nh cã 3 nghiÖm: x =0; x =±
Câu 4.
Giải phương trình:
x 2 + 6 x + 1 = ( 2 x + 1) x 2 + 2 x + 3 ( 1)
5
2
.
,với
x∈R
.
Hướng dẫn giải.
( 1) ⇔ x 2 + 2 x + 3 − ( 2 x + 1)
⇔
(
)(
x2 + 2x + 3 − 2 x + 1
x2 + 2x + 3 + 4x − 2 = 0
)
x2 + 2x + 3 − 2 = 0
x2 + 2 x + 3 = 2 x −1
⇔
x 2 + 2 x + 3 = 2
1
3 + 15
x ≥
x + 2x + 3 = 2x −1 ⇔
⇔ x=
2
3
3 x 2 − 6 x − 2 = 0
2
Câu 5.
Giải phương trình
3x − 2 − x + 1 = 2 x 2 − x − 3
.
Hướng dẫn giải.
3x − 2 − x + 1 = 2 x 2 − x − 3 ⇔
2x − 3
= (2 x − 3)(x + 1)
3x − 2 + x + 1
Tìm được nghiệm duy nhất x=2/3
Câu 6.
Tìm nghiệm nguyên của phương trình
x2 − 3y2 + 2xy − 2x − 10y + 4 = 0
.
Hướng dẫn giải
Ta có:
x2 − 3y2 + 2xy − 2x − 10y + 4 = 0
(
)
⇔ x2 + 2x( y − 1) + ( y − 1) − 4y2 + 8y + 4 == 7
2
www.thuvienhoclieu.com
2
www.thuvienhoclieu.com
⇔ ( x + y − 1) − ( 2y + 2) = −7
2
2
⇔ ( 3y + x + 1) ( y − x + 3) = 7
Vì 7 là số nguyên tố nên ta có các trường hợp sau:
3y + y + 1= 7 3y + y + 1= −7 3y + y + 1= 1 3y + y + 1= −1
y − x + 3 = 1 y − x + 3 = −1 y − x + 3 = 7 y − x + 3 = −7
;
;
;
( x; y) ∈ { ( ±3;1) ,( 1; −3) ,( 7; −3) }
Giải ba hệ phương trình trên ta được:
Câu 7.
.
(THPT Quảng Xương 2 – Thanh Hóa, 2009-2010) Giải phương trình:
2
= 1 + 5 + 6 x − x2
x −1 + 5 − x
Đặt
t = x −1 + 5 − x
Hướng dẫn giải
2
t2 − 4
= 1+
⇔ ( t − 2 ) ( t 2 + 2t + 2 ) = 0
t
2
ta được
x = 1, x = 5
t=2
Giải ta được
suy ra
Dạng 2: Đặt ẩn phụ
x 2 + x + 9 = 2 x − 4 + x +1
Bài 1.
Giải phương trình trên tập số thực:
Hướng dẫn giải
Điều kiện:
x ≥ −1
(1).
.
x 2 + x + 9 = 2 x − 4 + x + 1 ⇔ ( x − 2 ) + 5 ( x + 1) = 2 ( x − 2 ) + x + 1
2
gx = −1
không là nghiệm của phương trình.
2
x−2
x−2
gx > −1: pt (1) ⇔
+1
÷ +5 = 2
x +1
x +1
t=
Đặt
x−2
x +1
.
t + 5 = 2t +1
2
Phương trình trở thành:
Khi đó ta có:
.
⇔t=
2
3
20 + 4 7
⇔x=
2 x +1 = 3x − 6
9
.
. Vậy
20 + 4 7
S =
9
www.thuvienhoclieu.com
.
3
www.thuvienhoclieu.com
2 x 2 + 3x + 7 = ( x + 5 ) 2 x 2 + 1
Bài 2.
Giải phương trình sau trên tập số thực:
Hướng dẫn giải
Phương trình (1)
Đặt
t = 2x2 + 1
⇔ 2 x 2 + 1 − ( x + 5) 2 x 2 + 1 + 3 x + 6 = 0
.
.
. Ta có phương trình:
t 2 − ( x + 5 ) t + 3x + 6 = 0
(*).
∆ = − ( x + 5 ) − 4 ( 3 x + 6 ) = ( x − 1)
2
2
.
t = 3
⇔
t = x + 2
Phương trình (*)
x + 2 > 0
⇔
2
t = 3 ⇔ 2 x + 1 = 3 ⇔ x = ±2 t = x + 2 ⇔ 2 x + 1 = x + 2
x − 4x − 3 = 0
2
2
x > −2
⇔
⇔ x = 2± 7
x = 2 ± 7
(
S = ±2; 2 ± 7
Vậy
)
.
.
( 2x
Bài 3.
2
− x − 5 ) x 2 + x + 2 + ( 2 x 2 + x + 1) x + 3 = 0
Giải phương trình sau trên tập số thực:
Hướng dẫn giải
7
a ≥
a = x 2 + x + 2
2 .
b ≥ 0
b = x + 3
Đặt
. Điều kiện:
Ta có:
.
2 x 2 − x − 5 = 2a 2 − 3b 2 ; 2 x 2 + x + 1 = 2a 2 − b 2 .
3
Thay vào phương trình ta được:
2
b
b
b
⇔ ÷ + 3 ÷ − 2 ÷− 2 = 0
2
2
2
2
( 2a − 3b ) a + ( 2a − b ) b = 0 a a a
b
a =1
⇔
2
b
b
a ÷ + 4 a + 2 = 0
www.thuvienhoclieu.com
4
www.thuvienhoclieu.com
2
+)
+)
b
b
÷ +4 +2=0
a
a
x = 1
b
= 1 ⇔ b = a ⇔ x + 3 = x2 + x + 2 ⇔
.
a
x = −1
Vậy
Bài 4.
: phương trình vô nghiệm do
b
≥ 0.
a
x = 1; x = −1
là nghiệm phương trình.
Giải phương trình sau
−2 x 3 + 10 x 2 − 17 x + 8 = 2 x 2 3 5 x − x 3
Lời giải
Nhận xét rằng
Suy ra
x≠0
x=0
không là nghiệm của phương trình đã cho.
x
. Chia cả hai vế của phương trình cho
t=
3
rồi đặt
1
,t ≠0
x
, ta có phương trình
3
2
2
8t 3 − 17t 2 + 10t − 2 = 2 3 5t 2 − 1 ⇔ ( 2t − 1) + 2 ( 2t − 1) = ( 5t − 1) + 2 5t − 1
3
Xét hàm số
f ( t ) = t 3 + 2t , ∀t ∈ ¡
Ta có hàm số
Suy ra hàm số
f ( t)
f ( t)
liên tục trên
.
¡
và
f ' ( t ) = 3t 2 + 2 > 0, ∀t
luôn đồng biến trên khoảng
( −∞; +∞ )
f ( 2t − 1) = f
Khi đó phương trình đã cho có dạng
17 ± 97
⇔ 8t 3 − 17t 2 + 6t = 0 ⇔ t =
16
(do
Vậy phương trình đã cho có nghiệm là
Bài 5.
Giải phương trình sau :
( 4 x − 1)
(
3
( *)
.
.
)
5t 2 − 1 ⇔ 2t − 1 = 3 5t 2 − 1
t≠0
)
17 − 97
x1 =
12
x2 =
và
17 + 97
12
.
x +1 = 2x + 2x +1
2
2
Lời giải
Đặt
y = x 2 + 1 ≥ 1 ⇔ y 2 = x 2 + 1 ⇒ 2 y 2 + (1 − 4 x ) y + 2 x − 1 = 0
.
4
⇔ y = 2x − 1 ⇔ x =
3
www.thuvienhoclieu.com
5
www.thuvienhoclieu.com
3
x3 + 5 x 2 − 1 =
5x2 − 2
.
6
Điều kiện xác định:
t=
Đặt
5 x 2 − 2 ≥ 0.
5x2 − 2
(t ≥ 0).
6
Ta có
5 x 2 = 6t 2 + 2
.
Phương trình đã cho trở thành
3
x 3 + 6t 2 + 2 − 1 = t ⇔ x 3 + 6t 2 + 2 = (t + 1)3
⇔ x 3 = (t − 1)3 ⇔ x = t − 1 ⇔ t = x + 1
x ≥ −1
x ≥ −1
5x2 − 2
⇔
= x + 1 ⇔ 5x2 − 2
⇔
2
6
= ( x + 1) 2
x + 12 x + 8 = 0
6
⇔ x = −6 + 28
(tm đk).
Vậy phương trình đã cho có nghiệm là
x = −6 + 28.
log 2+ 5 ( x 2 − 2 x − 11) = log
Bài 6.
Giải phương trình:
x 2 − 2 x − 12 > 0
(*)
2
x − 2 x − 11 > 0
• Điều kiện:
•
(2 + 5) 2 = 9 + 4 5
log
• (1) ⇔
⇔
9+ 4 5
(2 2 + 5 ) 2 = 8 + 4 5
và
2
( x − 2 x − 11) = log
8+ 4 5
2 2+ 5
do đó
2
( x − 2 x − 12)
( x 2 − 2 x − 12)
2+ 5 = 9+4 5
(1)
và
2 2+ 5 = 8+4 5
log 9+ 4 5 ( x 2 − 2 x − 11) = log8+ 4 5 ( x 2 − 2 x − 12)
5
• Đặt: a = 8 + 4
> 1, t = x2 – 2x -12. Điều kiện: t > 0.
• Do đó: (1) ⇔ lna + 1(t + 1) = lnat
y
t = a
⇔
(I)
y
t + 1 = ( a + 1)
Cách 1: (1) ⇔ lna + 1(t + 1) = lnat
.
www.thuvienhoclieu.com
6
.
www.thuvienhoclieu.com
y
y
a 1
÷ +
÷ = 1 (2).
a +1 a +1
• Từ (I) ta được:
• y = 1: là nghiệm của (2).
y
• y < 1:
y
a
1
a 1
+
=1
÷ +
÷ >
a +1 a +1
a +1 a +1
y
, y < 1:
y
a
1
a 1
+
=1
÷ +
÷ <
a +1 a +1
a +1 a +1
• Nên (2) có nghiệm duy nhất: y = 1. Do đó: (1) t = a ⇔ x2 – 2x – 12 = 8 + 4
5
5
5
⇔ x2 – 2x – 20 - 4
=0⇔x=2+2
hoặc x = -2 .
• Vậy phương trình đã cho có hai nghiệm: x = 2 + 2
Cách 2: Xét hàm số y = f(t) = lna + 1(t + 1) - lnat (a >1
y' =
5
hoặc x = -2
5
5
.
( thỏa *)
.
1
1
−
<0
(t + 1) ln(a + 1) t ln a
• Ta được:
vì a > 1, nên hàm số giảm trên (0; +∞) và ta có f(t) = 0 có
nghiệm t = a nên f(t) có nghiệm duy nhất t = a.
5
• Vậy: (1) (1) ⇔ lna + 1(t + 1) = lnat ⇔ t = a x2 – 2x – 12 = 8 + 4
( thỏa *)
5
5
5
⇔ x2 – 2x – 20 - 4
=0⇔x=2+2
hoặc x = -2 .
• Vậy phương trình đã cho có hai nghiệm: x = 2 + 2
Bài 7.
5
hoặc x = -2
3( x 2 + 2 x + 2) = 10 x3 + 2 x 2 + 2 x + 1
Giải phương trình:
x + 2 x 2 + 2 x + 1 = ( x + 1)( x 2 + x + 1)
5
.
(1).
3
•
nên điều kiện là: x ≥ -1.
a = x + 1 b = x2 + x + 1
• x + 2x + 2 = (x +1) + (x + x + 1), đặt
,
• Với điều kiện x ≥ -1: (1) trở thành:
3(a2 + b2) = 10ab ⇔ 3a2 – 10ab + 3b2 = 0 ⇔ (a – 3b)(3a – b) = 0 ⇔ a = 3b hay a = b/3.
2
• a = 3b ⇔
2
x +1
=3
• a = b/3 ⇔ 3a = b ⇔3
x2 + x + 1
x +1
⇔ x + 1 = 9(x2 + x + 1) ⇔ 9x2 + 8x + 8 = 0 (vô nghiệm)
x2 + x + 1
⇔9(x + 1) = x2 + x + 1 ⇔ x2 - 8x - 8 = 0
x = 4±2 6
Vậy phương trình có hai nghiệm:
.
Bài 8.
Giải phương trình :
≥
Điều kiện: x -1
=
⇔ x = 4±2 6
x 3 − 3x 2 + 2 = x + 1
+) Nếu x > 3 thì:
www.thuvienhoclieu.com
7
www.thuvienhoclieu.com
3
2
3
x - 3x + 2 = (x – 1) - 3(x- 1) > 4(x – 1) – 3(x – 1) = x – 1 >
thỏa mãn
Với -1
≤
x
≤
x +1
Chứng tỏ x > 3 không
3
Đặt x = 2cost + 1
(0
≤
t
≤ π
)
Khi đó phương trình trở thành:
3
2 cos t + 2
2
(2cost + 1) - 3(2cost + 1) + 2 =
⇔
⇔
⇔
2(cos t + 1)
3
8cos t – 6cost =
2cos3t = 2cos
cos3t = cos
t
2
t
2
4 kπ
t = 5
t = 4 k π
7
⇔
t
3t = 2 + 2kπ
3t = − t + 2kπ
2
⇔
3
Bài 9.
Giải phương trình
5x 2 − 2
x + 5x −1 =
6
3
2
Hướng dẫn giải
5 x − 2 ≥ 0.
2
Điều kiện xác định:
5x2 − 2
= t (t ≥ 0).
6
Đặt
Ta có
Phương trình đã cho trở thành
3
5 x 2 = 6t 2 + 2
.
x 3 + 6t 2 + 2 − 1 = t ⇔ x3 + 6t 2 + 2 = (t + 1)3
⇔ x3 = (t − 1)3 ⇔ x = t − 1 ⇔ t = x + 1
x ≥ −1
x ≥ −1
5x2 − 2
⇔
= x + 1 ⇔ 5x 2 − 2
⇔
⇔ x = −6 + 28
2
6
= ( x + 1) 2
x + 12 x + 8 = 0
6
.
x = −6 + 28.
Đối chiếu điều kiện ta được nghiệm là
www.thuvienhoclieu.com
8
www.thuvienhoclieu.com
Bài 10.
[Đề
chọn
hsg
tỉnh
Trà
Vinh,
3
3
1 + 1 − x2 ( 1 + x ) − ( 1 − x ) = 2 + 1 − x2
Bài 11.
2014-2015]
[Đề thi hsg tỉnh Vĩnh Long, 2015-2016] Giải phương trình
Lời giải
Phương trình tương đương với
t = 3 2 x −1
Đặt
Giải
phương
trình
x3 + 1 = 2 3 2 x − 1
x3 + 2 x = 2 x − 1 + 2 3 2 x − 1
, ta có phương trình
x3 + 2 x = t 3 + 2t
⇔ ( x − t ) ( x 2 + xt + t 2 ) + 2 ( x − t ) = 0
⇔ ( x − t ) ( x 2 + xt + t 2 + 2 ) = 0
( 1)
2
t 3t 2
x + xt + t + 2 = x + ÷ +
+2>0
2
4
2
Vì
2
nên
(1) ⇔ x = t
x =1
⇔ ( x − 1) ( x + x − 1) = 0 ⇔
x = −1 ± 5
3
3
⇔ x = 2x −1 ⇔ x − 2x + 1 = 0
2
2
Tập nghiệm
Bài 12.
−1 ± 5
S = 1;
2
Giải phương trình:
x 4 + x 2 + 1 + 3 ( x 2 + 1) = 3 3 x
,với
x∈¡
Hướng dẫn giải.
Từ pt ta thấy
x〉 0
⇔ x2 +
(1)
Đặt:
1
1
+ 1 + 3 x + ÷= 3 3
2
x
x
1
t = x + ,t ≥ 2
x
Pt trở thành:
t2 −1 = 3 ( 3 − t )
www.thuvienhoclieu.com
9
:
www.thuvienhoclieu.com
t ≤ 3
⇔ 2
⇔t=2
t
−
9
t
+
14
=
0
x+
1
= 2 ⇔ x =1
x
x 3 − 5 x 2 + 12 x − 6 = 2 3 x 2 − x + 1
Giải phương trình
Bài 13.
Giải phương trình:
− x 2 − 3x + 1 − x = x 2 + 1. 3 − 4 x
.
Hướng dẫn giải.
r
r
u = ( x;1) , v =
Đặt
r r
u, v
Như vậy:
(
2 − 3x ; − 1 − x
rr
r r
u.v = − u . v
từ phương trình ta có
ngược hướng
2 − 3x − 1 − x
=
x
1
Suy ra:
)
(1)
x=
Giải (1) và thử lại ta thấy phương trình đã cho có nghiệm là
Bài 14.
x = 10 + 10 + x
Giải phương trình:
,với
−1 − 5
2
x∈R
Hướng dẫn giải.
Đk:
Đặt
x≥0
u = 10 + x , u ≥ 10
Ta có:
x−u−
x = 10 + u
u = 10 + x
(
)
x− u =0⇔
(
x− u
)(
)
x + u +1 = 0
x = u
⇔
u + x + 1 = 0(VL)
x ≥ 10
21 + 41
x = u ⇔ x = x − 10 ⇔ 2
⇔x=
2
x − 21x + 100 = 0
www.thuvienhoclieu.com
10
www.thuvienhoclieu.com
x=
Vậy phương trình có một nghiệm:
3
21 + 41
2
81x − 8 = x3 − 2 x 2 +
Giải phương trình:
3x
x+
Bài 15.
x2 + 1
Giải phương trình:
4
x−2
3
,
.
=1
Hướng dẫn giải.
Phương trình đã cho có điều kiện
x+
Với điều kiện trên ta có:
0 < x <1
3x
x2 + 1
= 1 ⇔ x2 + 1 =
3x
1− x
2
2
2
⇔ (1 − x ) ( x + 1) = 9 x
⇔ x2 +
Đặt
Với
1
1
− 2 x + ÷− 7 = 0
2
x
x
1
t= x+
x
(t ≥ 2)
ta có:
t = 1 + 10
ta có :
t = 1 − 10
t 2 − 2t − 9 = 0 ⇔
⇔ t = 1 + 10
t
=
1
+
10
1 + 10 − 5 − 2
x =
2
⇔
1 + 10 + 5 + 2
1
x + = 1 + 10
x =
2
x
0< x <1
x=
, phương trình đã cho có nghiệm
1 + 10 − 5 − 2
2
So với điều kiện
Bài 16.
x + 1 = (2 x + 1)
Giải phương trình sau trên tập số thực:
Hướng dẫn giải.
Điều kiện:
1
x≥− .
2
ta thu được hệ
Suy ra
Đặt
y=
x +1 + 2
(
y> 2
x +1 + 2
.
),
x + 1 + y = 2( x + 1) y
2
y − x + 1 = 2
www.thuvienhoclieu.com
11
www.thuvienhoclieu.com
(
)
x + 1 + y = y 2 − x + 1 ( x + 1) y
(
)(
)
⇔ y x +1 +1 y + x +1− y2 x + 1 = 0
(
)(
)
⇔ y x +1 +1 y − 2 x +1 = 0
⇔ y = 2 x +1
x +1 + 2 = 2 x +1 ⇔ x =
Do vậy
x=
Thay vào, thử lại thấy
x=
Đáp số:
Bài 17.
−15 + 33
32
−15 + 33
.
32
thỏa mãn.
−15 + 33
.
32
Giải phương trình:
x 2 + 6x2 + 4x = x + 1
.
Hướng dẫn giải.
2
x≤− ∨x≥0
3
6 x 2 + 4 x ≥ 0
1+ 5
1 − 5
pt ⇔ x + 1 − x 2 ≥ 0
⇔
≤x≤
2
6 x 2 + 4 x = ( x + 1 − x 2 ) 2
2
2
6 x + 4 x = ( x + 1 − x 2 ) 2 (1)
(1) ⇔ x 4 + 1 − 2 x 3 − 2 x − x 2
⇔ x2 +
1
1
− 2 x + − 7 = 0
2
x
x
t= x+
Đặt
=0
1
x
(t ≥ 2)
ta được
So với điều kiện ta được
0≤ x≤
So với điều kiện
(x = 0 không là nghiệm)
t = 1 − 10
t 2 − 2t − 9 = 0 ⇔
t = 1 + 10
1 + 10 − 5 − 2
x =
2
t = 1 + 10 ⇔
1 + 10 + 5 + 2
x =
2
1+ 5
2
x=
, ta được
1 + 10 − 5 − 2
2
www.thuvienhoclieu.com
12
www.thuvienhoclieu.com
Bài 18.
Giải phương trình sau:
4 x2 + x + 1 = 1 + 5x + 4 x 2 − 2 x3 − x 4
với
x∈R
.
Hướng dẫn giải.
3
2
t = x 2 + x + 1, t ≥
Đặt
. Khi đó phương trình trở thành:
4t = −t 4 + 7t 2 − 5 ⇔ t 4 − 6t 2 + 9 − ( t 2 − 4t + 4 ) = 0
⇔ ( t 2 − 3) − ( t − 2 ) = 0 ⇔ ( t 2 − t − 1) ( t 2 + t − 5 ) = 0
2
2
(*)
t − t − 1 = 0
⇔ 2
t + t − 5 = 0
2
(*)
t≥
Với
3
2
t − t −1 = 0
t=
2
thì
t≥
Với
3
2
có một nghiệm là
t +t −5 = 0
1+ 5
2
t=
2
thì
có một nghiệm là
−1 + 21
2
2
t=
Khi
1+ 5
2
⇔x=
1+ 5
x + x + 1 =
⇔ 2x2 + 2x −1 − 5 = 0
÷
÷
2
2
thì
−1 − 3 + 2 5
2
x=
hoặc
−1 + 3 + 2 5
2
.
2
t=
Khi
−1 + 21
2
⇔x=
Bài 19.
−1 + 21
x + x + 1 =
⇔ 2 x 2 + 2 x − 9 + 21 = 0
÷
÷
2
2
thì
−1 − 19 − 2 21
2
Giải phương trình
x=
hoặc
−1 + 19 − 2 21
2
.
x+2
2
− 1 = 3 3 ( x − 3 ) + 3 9 ( x − 3)
2
.
Hướng dẫn giải.
Điều kiện
Đặt
x ≥ −2
t = 3 9 ( x − 3)
ta có
www.thuvienhoclieu.com
13
www.thuvienhoclieu.com
x=
t 3 + 27 x + 2
t 3 + 45 3
t2
2
;
=
; 3 ( x − 3) =
9
2
18
3
Phương trình đã cho trở thành
t 3 + 45 t 2
= + t +1 ⇔
18
3
t 3 + 45 2
= t + 3t + 3
2
2
3 3
t + 3t + 3 = t + ÷ + > 0
2 4
2
Ta có
nên
2
t 3 + 45
= ( t 2 + 3t + 3)
2
( 2t − 1) ( t + 3) ( t 2 + 3t + 9 ) = 0 ⇔ t =
Ta được phương trình
t=
Với
1
2
x=
thì
t = −3
Với
Bài 20.
thì
1
∨ t = −3
2
217
72
x=0
Giải phương trình
2x2 + 1- x + 2x 1- x2 = 1
.
Hướng dẫn giải.
Ta có phương trình tương đương với
1- x = 1- 2x2 - 2x 1- x2
Þ 1- x = 1 + 4x4 + 4x2(1- x2) - 4x2 - 4x 1- x2 + 8x3 1- x2
Û x(1- 4 1- x2 + 8x2 1- x2 ) = 0
éx = 0
ê
Û ê
ê1- 4 1- x2 + 8x2 1- x2 = 0(1)
ë
Xét (1), đặt
Ta được
y = 1- x2
, suy ra
y³ 0
và
x2 = 1- y2
.
1- 4y + 8y(1- y2) = 0 Û 8y3 - 4y - 1 = 0
Û (2y + 1)(4y2 - 2y - 1) = 0
www.thuvienhoclieu.com
14
www.thuvienhoclieu.com
Û y=
1+ 5
4
5-
x=±
5
8
. Từ đó suy ra
Thử lại ta được nghiệm của phương trình là
Bài 21.
Giải phương trình
x3 + 1 = 2 3 2 x − 1
.
x=0
x =và
5-
5
8
.
.
Hướng dẫn giải
x + 2x = 2 x −1 + 2 3 2x −1
3
Phương trình tương đương với
t = 2x − 1
3
Đặt
, ta có phương trình
.
x + 2 x = t + 2t
3
3
⇔ ( x − t ) ( x 2 + xt + t 2 ) + 2 ( x − t ) = 0
⇔ ( x − t ) ( x 2 + xt + t 2 + 2 ) = 0
( 1)
2
t 3t 2
x + xt + t + 2 = x + ÷ +
+2>0
2
4
2
Vì
2
nên
(1) ⇔ x = t
⇔ x = 2 x −1 ⇔ x − 2 x + 1 = 0
3
3
x =1
⇔ ( x − 1) ( x + x − 1) = 0 ⇔
x = −1 ± 5
2
2
Tập nghiệm
Bài 22.
−1 ± 5
S = 1;
2
.
1
8 x 2 − 15 x + 9 = 1 + ÷ 3 5 x 2 − 2 x − 2
x
(Chuyên Hưng Yên ) Giải phương trình
Hướng dẫn giải
1
8 x 2 − 15 x + 9 = 1 + ÷ 3 5 x 2 − 2 x − 2
x
⇔ 8 x 3 − 15 x 2 + 9 x = ( x + 1) 3 ( x + 1)(2 x − 1) + 3x 2 − 3 x − 1( x ≠ 0)
⇔ (2 x − 1)3 − (3 x 2 − 3x − 1) = ( x + 1) 3 ( x + 1)(2 x − 1) + 3 x 2 − 3 x − 1
u = 2 x – 1, v = 3 5 x 2 − 2 x − 2
Đặt
, ta được hệ:
Trừ vế với vế hai phương trình trên, ta được:
3
2
u − (3 x − 3 x − 1) = ( x + 1)v
3
2
v − (3 x − 3 x − 1) = ( x + 1)u
www.thuvienhoclieu.com
15
www.thuvienhoclieu.com
(u
− v)
TH1:
(v
2
+ uv + u 2 ) =
(x
+ 1)
(v
− u ) ⇔ (u − v) ( u 2 + uv + v 2 + x + 1) = 0
u = v ⇔ 2 x − 1 = 3 5 x 2 − 2 x − 2 ⇔ 8 x3 − 17 x 2 + 8 x + 1 = 0
x = 1
⇔ ( x − 1)(8 x − 9 x − 1) = 0 ⇔
x = 9 ± 113
16
2
TH2:
u
3
u 2 + uv + v 2 + x + 1 = 0 ⇔ (v + )2 + (2 x − 1)2 + x + 1 = 0
2
4
u
⇔ 4(v + ) 2 + 12 x 2 − 8 x + 7 = 0
2
u
⇔ 4(v + ) 2 + 4 x 2 + 2(2 x − 1) 2 + 5 = 0
2
phương trình vô nghiệm.
x = 1; x =
Vậy phương trình đã cho có ba nghiệm:
Bài 23.
Đặt
Giải phương trình :
t = x+5
( t ≥ 0)
x2 − 4x + 3 = x + 5
.
Hướng dẫn giải
.
t 4 − 14t 2 − t + 48 = 0
Từ phương trình đã cho ta có :
⇔ ( t − 3) ( t 3 + 3t 2 − 5t − 16 ) = 0
Ta có : (*)
t = 3
⇔ 3
2
t + 3t − 5t − 16 = 0 (**)
Với
Đặt
x=4
ta có
y = t + 1 ( y ≥ 1)
9 ± 113
16
(*)
t =3
y3 − 8 y − 9 = 0
từ phương trình (**) ta có :
(***)
3
f ( y) = y − 8y − 9
[ 1; + ∞)
Dùng máy tính điện tử hoặc khảo sát hàm số
trên
ta thấy (***) có một
y0
nghiệm duy nhất
y0
y0 = u0 + v0
Ta biểu diễn
dưới dạng:
www.thuvienhoclieu.com
16
www.thuvienhoclieu.com
Ta có :
u03 + v03 + ( u0 + v0 ) ( 3u0 v0 − 8 ) − 9 = 0
Vậy ta có :
3
0
nên có thể chọn
u0 ; v0
u0v0 =
sao cho :
8
3
3 3 512
u0 v0 =
27
u 3 + v 3 = 9
0 0
3
0
u ;v
Như vậy
được chọn là nghiệm của phương trình :
3 9
139
u0 = +
2
108
v 3 = 9 − 139
0 2
108
Suy ra:
Ta tìm được nghiệm của (***) là
z2 + 9z −
512
=0
27
2
y0 =
3
9
139 3 9
139
+
+
−
2
108
2
108
.Suy ra :
Vậy phương trình đã cho có hai nghiệm
9
139 3 9
139
x=3 +
+
−
− 1÷ − 5
2
÷
108
2
108
2
x=4
;
9
139 3 9
139
x=3 +
+
−
− 1÷ − 5
2
÷
108
2
108
x2 - 3x +1=-
Bài 24.
Giải phương trình sau:
3 4
x + x2 +1
3
.
Hướng dẫn giải:
x4 + x2 +1= ( x2 + x +1) ( x2 – x +1) > 0
Ta có:
Û x2 – 3x +1= 2( x2 – x +1) – ( x2 + x +1)
t=
Đặt
x2 - x +1
x2 + x +1 t > 0
,
. Phương trình trở thành:
é - 3
êt =
<0
ê 2 3
3
2
2t +
t - 1= 0 Û ê
ê
1
3
êt =
Û
ê
3
ë
x2 - x +1
1
=
2
x + x +1
3
Û x =1
Dạng 3. Sử dụng hàm số
Câu 1.
Giải các phương trình sau:
www.thuvienhoclieu.com
17
www.thuvienhoclieu.com
a)
Câu 2.
8 x 3 + 4 x − 3 + ln ( 4 x 2 − 2 x + 1) = 0.
ln ( x 2 + 6 x + 10 ) + x 3 + 3x 2 + 4 x + 12 = 0
b)
Giải phương trình sau:
(
log 2007
a)
b)
4 x − x2 − 2
)
1
x − 4 x + 3 + 2006 +
÷
2007
2
=2
2x2 + 3
4
2
log 2007 4
÷= x − x −2
2
x + x +1
log 2007
Câu 3.
.
Giải phương trình
Giải phương trình:
x.3x
2
−1
(
)
1 − sin x + 1 = 2007
1−sin x
−1
.
+ ( x 2 − 1).3x + 1 − x − x 2 = 0
( x 2 − 1).(3x − 1) + x.(3x
2
−1
− 1) = 0
• Phương trình đã cho tương đương với:
• Xét x = 0; x = ± 1: Thay vào (1) ta thấy đều thỏa nên phương trình có các nghiệm: x = 0; x = ± 1.
2
3x − 1 3x −1 − 1
+ 2
= 0 (2)
x
x −1
• Xét x ≠ 0; x ≠ ± 1: Khi đó (1) ⇔
3t − 1
f (t ) =
t
Với t ≠ 0, xét hàm số:
.
* Với t > 0 thì 3t – 1 > 0 ⇒f(t) > 0 và với t < 0 thì 3t – 1 < 0 ⇒ f(t) > 0, do đó:
Vì (2) ⇔ f(x) + f(x2 – 1) = 0 nên (2) vô nghiệm.
• Vậy phương trình đã cho có tất cả là 3 nghiệm: x = 0; x = ± 1.
3
Câu 4.
Câu 5.
[Đề chọn hsg tỉnh Trà Vinh, 2014-2015] Giải phương trình :
Giải phương trình:
8 x 3 − 17 x 2 + 10 x − 2 = 2 3 5 x 2 − 1
3 x − 5 = 8 x3 − 36 x 2 + 53 x − 25
.
8 x − 17 x + 10 x − 2 = 2 5 x − 1 ⇔ (2 x − 1) + 2(2 x − 1) = (5 x 2 − 1) + 2 3 5 x 2 − 1
3
3
2
2
3
Ta có
(1).
3
2
f
f (t ) = t + 2t
f '(t ) = 3t + 2 > 0, ∀t
¡
Đặt
thì
do đó
đồng biến và liên tục trên . Từ đó:
(1) ⇔ f (2 x − 1) = f
(
3
)
5x2 − 1 ⇔ 2 x −1 = 3 5x2 −1
.
www.thuvienhoclieu.com
18
www.thuvienhoclieu.com
x = 0
⇔ x (8 x − 17 x + 6) = 0 ⇔
x = 17 ± 97
16
2
.
Vậy phương trình đã cho có 3 nghiệm.
Câu 6.
Giải phương trình
−2 x3 +1 0 x 2 − 17 x + 8 = 2 x 2 3 5 x − x 3
(1)
Hướng dẫn giải
Có
x=0
không là nghiệm của (1)
x≠0
x3
Xét
, chia hai vế cho , được
−2 +
Đặt
10 17 8
5
− 2 + 3 = 2 3 2 −1
x x
x
x
1
y = ( y ≠ 0 )
x
, khi đó có PT
8 y 3 − 17 y 2 + 10 y − 2 = 2 3 5 y 2 − 1
( 2 y − 1)
3
+ 2 ( 2 y − 1) = 5 y 2 − 1 + 2 3 5 y 2 − 1
f ( 2 y − 1) = f
Suy ra
Xét hàm số
(
3
5 y2 −1
f ( t ) = t 3 + 2t
f ( 2 y − 1) = f
nên
(
3
)
.Vì f(t) là hàm số đồng biến trên R
)
5 y2 −1
↔ 2 y −1
(
5 y2 −1
3
=
)
3
2
↔ 8 y − 17 y + 6 y = 0 ↔ y 8 y − 17 y + 6 = 0
y=
Giải tìm được y = 0 (loại);
1
x=
y
Tính x theo
2
17 ± 97
16
Tập nghiệm của phương trình (1) là
4
Câu 7.
Giải phương trình
x + 4 5− x =
4
17 − 97 17 + 97
;
12
12
x + 5 4 10 − x
+
3
3
( x∈¡ )
.
Hướng dẫn giải.
Điều kiện:
0≤ x≤5
www.thuvienhoclieu.com
19
www.thuvienhoclieu.com
⇔ 24 x + 4 5− x =
x + 2 x 4 (5 − x) + 2 x 4 x + 2(5 − x)
+
+
(1)
3
3
3
4
Phương trình
Ta có: x = 0, x = 5 không là nghiệm phương trình.
Xét hàm số
f ( x ) = xα , x > 0
α=
Áp dụng (*) với
24 x + 4 5 − x ≤
4
(1) ⇔ x = 5 − x ⇔ x =
5
2
Giải phương trình
; ta có:
(*)
1
4
Ta có:
Câu 8.
f '( x) = α xα −1 ; f ''( x) = α (α − 1) xα − 2
x + 2 x 4 (5 − x ) + 2 x 4 x + 2(5 − x )
+
+
3
3
3
x=
. Vậy
5
2
là nghiệm phương trình.
5 3 2 x 3 − 3x 2 − 5 x − 4 = − x 3 + 13 x − 2, ( x ∈ ¡ )
.
Hướng dẫn giải.
Đặt
a = 3 2 x 3 − 3x 2 − 5 x − 4
ta được:
(1) + (2) ⇒ a 3 + 5a = ( x − 1)3 + 5( x − 1)
Xét hàm số
⇒ hàm số
f (t ) = t 3 + 5t
f (t )
trên
¡
đồng biến trên
có
¡
5a = − x 3 + 13x − 2
(1)
3
3
2
a = 2 x − 3 x − 5 x − 4 (2
(*)
f '(t ) = 3t 2 + 5 > 0 ∀t ∈ ¡
; (*)
⇔ 3 2 x3 − 3x 2 − 5 x − 4 = x − 1
x = 3
x = 3
−3 − 5
3
⇔ x − 8x − 3 = 0 ⇔ 2
⇔ x =
2
x + 3x + 1 = 0
x = −3 + 5
2
x = 3; x =
Thử lại, ta được:
Câu 9.
Giải phương trình :
−3 − 5
−3 + 5
; x=
2
2
x3 + x 2 − 3x − 2 = 2 x + 2
trên
là nghiệm phương trình.
[ −2; 2]
www.thuvienhoclieu.com
.
20
www.thuvienhoclieu.com
Hướng dẫn giải
Đặt
x = 2 cos t
.Với
x ∈ [ −2; 2 ]
ta có
Với
Vậy trên
.
t
4 cos3 t − 3cos t + 2 cos 2 t − 1 = 2 cos ÷
2
Phương trình đã cho trở thành :
t ∈ [ 0; π ]
t ∈ [ 0; π ]
t
t = π
cos
=
0
2÷
⇔
⇔ t = 0
5t
cos ÷ = 1 t = 4π
2
5
( *) ⇔ cos 3t + cos 2t = 2 cos
t
÷
2
Ta có:
(*)
x = −2 , x = 2, x = 2 cos
[ −2; 2]
phương trình đã cho có nghiệm
2
16 x ( 2 x −1) − 2.42 x −1 = 0
Câu 10. Giải phương trình:
.
Lời giải
Biến đổi phương trình:
16 x
2
( 2 x −1)
− 2.42 x −1 = 0 ⇔ 24 x
2
( 2 x −1)
4π
5
.
= 2 4 x −1 ⇔ 8 x 3 − 4 x 2 − 4 x + 1 = 0
(1)
1
f ÷ = −1
f ( x ) = 8x − 4 x − 4 x + 1 = 0
f ( −1) = −7 f ( 0 ) = 1
2
Đa thức
có tối đa 3 nghiệm và ta có:
;
;
3
2
f ( 1) = 1 f ( x )
f ( −1) . f ( 0 ) < 0
( −1;1)
;
.
liên tục trên khoảng
và
,
f ( x) = 0
( −1;1)
nên
có 3 nghiệm trên khoảng
.
Do
f ( x) = 0
có đúng 3 nghiệm trong khoảng
( −1;1)
1
f ( 0) . f ÷< 0
2
, nên ta có thể đặt
x = cos a
với
,
1
f ÷. f ( 1) < 0
2
0< a <π
.
Phương trình (1) trở thành:
8cos3 a − 4 cos 2 a − 4 cos a + 1 = 0 ⇔ 4 cos a ( 2 cos 2 a − 1) = 4 ( 1 − sin 2 a ) −1
⇔ 4 cos a.cos 2a = 3 − 4sin 2 a ⇔ 4sin a.cos a.cos 2 a = 3sin a − 4sin 3 a
4a = 3a + k 2π
⇔ sin 4a = sin 3a ⇔
4a = π − 3a + k 2π
⇔a=
π
7
a=
hay
3π
7
a=
hay
5π
7
( k ∈¢)
(với
0< a <π
(do
sin a > 0
)
)
.
www.thuvienhoclieu.com
21
www.thuvienhoclieu.com
Câu 11. Giải phương trình sau:
1
1
+
=2
x
2 − x2
.
Hướng dẫn giải
Điều kiện
Đặt
x ∈ (− 2; 2) \ { 0}
y = 2 − x 2 ;y>0
.
.
Từ phương trình đã cho ,ta có hệ phương trình:
Đặt S = x + y; P = xy đưa đến hệ phương trình:
S = −1
⇒ S2 − S − 2 = 0 ⇔
S = 2
x + y = 2 xy
2
2
x + y = 2
S = 2P
2
S − 2P = 2
S = 2; P=1 ⇒ x =y=1
−1 + 3 -1- 3
x=
x=
1
2
2
S = −1; P=- ⇒
;
2
−1 − 3 -1+ 3
y =
y= 2
2
x = 1 và x=
Kết hợp với điều kiện, nghiệm pt đã cho là:
Câu 12. Giải phương trình:
-1- 3
2
.
2 x + 3 + x + 1 = 3 x + 2 2 x 2 + 5 x + 3 − 16.( x ∈ ¡ )
.
(Chưa giải)
Câu 13. Giải phương trình:
3x − 2 + x − 1 = 4 x − 9 + 2 3x 2 − 5 x + 2.
(Chưa giải)
Dạng 3: Sử dụng hàm số
Bài 1. Cho phương trình:
n > 2,
xn − x2 − x − 1 = 0
với
n ∈ ¥,n > 2
. Chứng minh rằng với mỗi số nguyên
thì phương trình có một nghiệm dương duy nhất
xn
Hướng dẫn giải:
www.thuvienhoclieu.com
22
www.thuvienhoclieu.com
Xét hàm số
+) Ta có:
biến trên
Lại có:
Ta có:
trên
f ( x ) = xn − x2 − x − 1
f ′ ( x ) = nx n −1 – 2 x –1
( 1; +∞ )
với
. Do
n
n > 2,
n > 2
nên khi
x >1
(1)
thì
f ′ ( x ) > 0.
Vậy
f ( x)
là hàm số đồng
.
f ( 1) = −2 < 0; f ( 2 ) = 2n – 7 > 0
f ( 1) f ( 2 ) < 0
( 1; +∞ )
nguyên,
và
f ( x)
( vì
n
nguyên và
n>2⇒n≥3
liên tục, đồng biến nên phương trình
)
f ( x) = 0
có nghiệm duy nhất
.
+) Mặt khác với
0 < x <1
thì
x n < x 2 ( do n > 2 )
suy ra
f ( x) < 0
với mọi
Như vậy ta đã chứng minh được (1) có nghiệm dương duy nhất với mọi
x5 −
Bài 2. Cho phương trình:
1 4
x − 5 x3 + x 2 + 4 x − 1 = 0
2
n
0 < x < 1.
nguyên,
n > 2.
( 1)
.
1. Chứng tỏ phương trình (1) có đúng 5 nghiệm.
(
xi i = 1,5
2.
Với
)
5
S =∑
là nghiệm của phương trình nghiệm, tính tổng:
Hướng dẫn giải
f ( x ) = x5 −
1 4
x − 5 x3 + 4 x − 1
2
1. Xét hàm số:
.
* f(x) là hàm số xác định và liên tục trên R.
3
f ( −2 ) = − 5 ; f − ÷ = 2 ; f ( 0 ) = −1 ;
2
1
175
1 5
f ÷ = ; f ( 1) = − ; f ( 3) =
2
2
2 8
* Ta có:
3
3
⇒ f ( −2 ) . f − ÷ < 0
f − ÷. f ( 0 ) < 0 ; f ( 0 ) . f
2
2
;
1
f ÷ f ÷. f ( 1) < 0 ; f ( 1) . f ( 3) < 0
2
⇒
Phương trình
f ( x) = 0
i =1
x1 + 1
2 x − xi4 − 2
5
i
có 5 nghiệm phân biệt
1
÷< 0
2
x1 , x x1 , x2 , x3 , x4 , x5
www.thuvienhoclieu.com
23
www.thuvienhoclieu.com
−3
1
< x2 < 0 < x3 < < x4 < 1 < x5 < 3
2
2
−2 < x1 <
sao cho:
* Ta có
xi
là nghiệm của (1) nên:
1
xi 5 − xi 4 − 5 xi 3 + 4 xi − 1 = 0
2
⇔ 2 xi5 − xi4 − 2 = 2 ( 5 xi3 − xi2 − 4 xi )
5
S =∑
i =1
Do đó:
xi + 1
2 ( 5 x − xi2 − 4 xi )
3
i
g ( x) =
x +1
x +1
=
2
5 x − x − 4 x x ( x − 1) ( 5 x + 4 )
3
Xét biểu thức:
Đồng nhất thức ta được:
1
2
5
g ( x) = − +
+
4 x 9 ( x − 1) 36 ( 5 x + 4 )
S =−
Do vậy:
Mặt khác:
1 5 1 1 5 1
1 5 1
+
+
∑
∑
∑
8 i =1 xi 9 i =1 xi − 1 72 i =1 x + 4
i
5
f ( x ) = ( x − x1 ) ( x − x2 ) ( x − x3 ) ( x − x4 ) ( x − x5 )
f ' ( x ) = ( x − x2 ) ( x − x3 ) ( x − x4 ) ( x − x5 ) +
( x − x1 ) ( x − x3 ) ( x − x 4 ) ( x − x5 ) + ...
⇒
và
5
f '( x)
1
=∑
f ( x ) i =1 x − xi
x ≠ xi
Với
ta được:
4
f ' ( x ) = 5 x − 2 x3 − 15 x 2 + 2 x + 4
5
f ' ( 1)
1
=∑
⇒
f ( 1)
i =1 1 − xi
Do đó:
5
f ' ( 0)
1
=∑
⇒
f ( 0)
i =1 − xi
5
1
i =1
i
∑x
5
i =1
=−
4
f ' − ÷ 5
1
5 =
⇒
∑
4 i =1 − 4 − x
f − ÷
i
5
5
S =−
Vậy:
8959
4789
1
f ' ( 1)
∑ x − 1 = − f ( 1)
= −12
i
f ' ( 0)
=4
f ( 0)
4
f ' − ÷
1
12900
5
=−
=−
∑
4
4789
4
i =1
xi +
f ÷
5
5
5
.
www.thuvienhoclieu.com
24
www.thuvienhoclieu.com
Dạng 4: Đánh giá
Bài 1.
Tìm tất cả các nghiệm nguyên dương của phương trình:
2 x 2 + 3 y 2 − 5 xy + 3 x − 2 y − 3 = 0
Hướng dẫn giải
2
2
⇔ 2x + ( 3 − 5 y) x + 3y − 2 y − 3 = 0
Xem (1) là phương trình bậc hai ẩn x ta có: (1)
.
∆ = ( 3 − 5 y ) − 4.2 ( 3 y 2 − 2 y − 3) = y 2 − 14 y + 33 = k 2
2
* Để (1) có nghiệm x nguyên điều kiện cần là:
nguyên, không âm)
* Lại xem
là
y 2 − 14 y + 33 − k 2 = 0
là phương trình bậc hai ẩn y . Để có nghiệm nguyên y điều kiện cần
δ ' = 49 − ( 33 − k 2 ) = 16 + k 2 = m 2
Do
là một số chính phương (m nguyên dương).
m 2 − k 2 = 16 ⇔ ( m + k ) ( m − k ) = 16
+) TH1:
+) TH2:
+) TH3 :
Bài 2.
m + k = 8
m = 5
⇔
m − k = 2
k = 3
m + k = 4
m = 4
⇔
m − k = 4
k = 0
m + k = 16
m − k = 1
(k
và 16 = 16.1 = 8.2 = 4.4 nên ta có các trường hợp.
suy ra phương trình (1) có nghiệm
suy ra phương trình (1) có nghiệm
( x; y ) = ( 15;12 ) , ( 1, 2 )
( x; y ) = ( 13;11) , ( 3,3)
.
.
Loại.
[Đề xuất, Chuyên Hùng Vương Phú Thọ, DHĐBBB, 2015] Giải phương trình
4 x + 1 + 2 2 x + 3 = ( x − 1)( x2 − 2).
Lời giải
Điều kiện:
Nhận thấy
Xét
x ≥ −1.
x = −1
x > −1.
4
(
là một nghiệm của phương trình.
Khi đó phương trình đã cho tương đương với
) (
x+1 − 2 + 2
)
2 x + 3 − 3 = x3 − x2 − 2 x − 12
www.thuvienhoclieu.com
25