CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
MỤC LỤC
1. Chuyên đề 1: Biến đổi đồng nhất.......................................................Trang 2
2. Chuyên đề 2: Các bài toán về đa thức...............................................Trang 22
3. Chuyên đề 3: Các bài toán về căn thức..............................................Trang 27
4. Chuyên đề 4: Phƣơng trình, hệ phƣơng trình đại số........................Trang 54
5. Chuyên đề 5: Phƣơng trình, hệ phƣơng trình vô tỷ..........................Trang 91
6. Chuyên đề 6: Phƣơng trình chứa tham số và hệ thức vi-et.........................Trang 135
7. Chuyên đề 7: Hàm số và đồ thị bậc nhất – bậc 2...............................Trang 169
8. Chuyên đề 8: Giải bài toán bằng lập phƣơng trình...........................Trang 195
9. Chuyên đề 9: Chứng minh Bất Đẳng thức, Tìm GTNH và GTLN..Trang 121
1
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
CHUYÊN ĐỀ 1. BIẾN ĐỔI ĐỒNG NHẤT
Bài 1. Cho a + b + c = 2009. Chøng minh r»ng:
a 3 + b3 + c3 - 3abc
= 2009
a 2 + b2 + c2 - ab - ac - bc
Lời giải.
Ta có hằng đẳng thức: a 3 + b3 + c3 - 3abc= a b c a 2 b2 c2 ab bc ca
a b c a 2 b2 c 2 ab bc ca
a 3 + b3 + c3 - 3abc
=
= a + b + c =2009
Do đó: 2 2 2
a + b + c - ab - ac - bc
a 2 b2 c 2 ab bc ca
Bài 2. Giả sử a, b, c, x, y, z là các số thực khác 0 thỏa mãn:
x y z
1 . Chứng
a b c
minh rằng:
a b c
0 và
x y z
x2 y 2 z 2
1
a 2 b2 c 2
Lời giải.
a
x
b
y
c
z
Ta có: 0
ayz bxz cxy
. Suy ra: ayz byz cxy 0 .
xyz
ayz bxz cxy
x y z
x2 y 2 z 2
xy yz xz
x2 y 2 z 2
Do đó: 1 2 2 2 2 2 2 2 2.
a
b
c
b
c
xyz
a b c
ab bc ca a
2
=
0
x2 y 2 z 2
2 2 2.
2
a
b
c
xyz
Vậy
x2 y 2 z 2
1 (đpcm)
a 2 b2 c 2
Bài 3. Giả sử x, y, z là các số thực dương thỏa mãn điều kiện: x y z xyz .
Chứng minh rằng:
xyz 5 x 4 y 3z
x
2y
3z
1 x 2 1 y 2 1 z 2 x y y z z x
Lời giải.
Ta có:
x
xyz
xyz
xyz
xyz
2
2
1 x
yz x.xyz yz x. x y z x xy yz zx x y z x
Tương tự ta có:
2y
2 xyz
3z
3xyz
;
2
2
1 y
x y y z 1 z y z z x
Do đó:
2
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
x
2y
3z
xyz
2 xyz
3xyz
2
2
2
1 x 1 y 1 z
x y z x x y y z y z z x
xyz y z 2 x 2 z 3x 3 y
x y y z z x
Vậy:
xyz 5 x 4 y 3z
x y y z z x
xyz 5 x 4 y 3 z
x
2y
3z
2
2
2
1 x 1 y 1 z
x y y z z x
Bài 4. Giả sử x, y là những số thực dương phân biệt thỏa mãn:
y
2 y2
4 y4
8 y8
2
4
x y x y 2 x 4 y 4 x8 y 8
Chứng minh rằng: 5 y 4 x
Lời giải.
Ta có
4 y 4 x 4 y 4 8 y8
y
2 y2
4 y4
8 y8
y
2 y2
4
4
x y x 2 y 2 x 4 y 4 x8 y 8 x y x 2 y 2
x y 4 x4 y 4
2 y 2 x2 y 2 4 y 2
y
2 y2
4 y4
y
2
x y x2 y 2 x4 y 4 x y
x y 2 x2 y 2
y x y 2 y2
y
2 y2
y
2
2
x y x y
x y x y x y
Do đó:
y
4 y 4x 4 y 5 y 4x
x y
Vậy 5 y 4 x đpcm
Bài 5. Cho 3 số thực x, y, z thỏa mãi điều kiện: x + y + z = 0 và xyz ≠ 0.
x2
y2
z2
Tính giá trị biểu thức: P 2 2 2 2 2 2 2 2 2
y z x
z x y
x y z
Lời giải.
Ta có: x y z 0 y z x y z x
2
Suy ra: y 2 z 2 – x2 2 yz. Do đó:
Tương tự ta có:
x2
x2
y 2 z 2 x 2 2 yz
y2
y2
z2
z2
;
z 2 x 2 y 2 2 xz x 2 y 2 z 2 2 xy
3
2
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Do đó:
x2
y2
z2
x2
y2
z2
x3 y 3 z 3
P 2
y z 2 x 2 z 2 x 2 y 2 x 2 y 2 z 2 2 yz 2 xz 2 xy
2 xyz
x y z
3
3 x y y z z x
2 xyz
0 3. z . x . y
2 xyz
3xyz
3
2 xyz
2
Vậy P 3
2
Lƣu ý cần nhớ: Khi a + b + c =0 thì a3 + b3 + c3 = 3abc
và ngược lại khi a3 + b3 + c3 = 3abc thì a + b + c = 0
1
x
1
y
1
z
Bài 6. Cho x, y, z là các số thực dương thỏa mãn: =1 và x + y + z = 1.
Chứng minh rằng: (x – 1)(y – 1)(z – 1) = 0
Lời giải.
1
x
1
y
1
z
Ta có: 1
xy yz zx
Suy ra: xy yz zx xyz
xyz
Do đó: (x – 1)(y – 1)(z – 1) = xyz – (xy + yz + zx) + (x+y+z) -1 (*)
Thay xy + yz + zx = xyz và x + y + z =1 vào (*) ta được:
(x – 1)(y – 1)(z – 1) = xyz – (xy + yz + zx) + (x+y+z) -1
= (xy + yz + zx) – (xy + yz + zx) + 1 -1 = 0 (đpcm)
Bài 7. Cho x, y, z đôi một khác nhau thỏa mãn:
Tính giá trị biểu thức: P
1 1 1
0
x y z
yz
zx
xy
2
2
x 2 yz y 2 zx z 2 xy
2
Lời giải.
1
x
1
y
1
z
Ta có: 0
xy yz zx
xy yz zx 0
xyz
Do đó: x2 + 2xy = x2 + 2xy – (xy + yz + xz) = (x2 – xz) + (xy – yz)
Suy ra: x2 + 2xy = (x-y)(x-z)
Do đó:
yz
yz
y 2 zx x y x z
2
Tương tự ta có:
zx
zx
xy
xy
; 2
y 2 zx y x y z z 2 xy z x z y
2
Do đó:
4
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
P
yz
zx
xy
yz
zx
xy
2
2
x 2 yz y 2 zx z 2 xy x y x z y x y z z x z y
2
yz y z zx z x xy x y
x y y z z x
x y y z z x 1
x y y z z x
Vậy P = 1.
Bài 8. Cho x, y, z là số thực thỏa mãn xyz =1
Chứng minh: P
1
1
1
1
1 x xy 1 y yz 1 z zx
Lời giải.
Ta có:
1
x
x
1
xy
xy
;
2
1 y yz x xy xyz 1 x xy 1 z zx xy xyz x . yz 1 x xy
Do đó:
P
1
1
1
1
x
xy
1 x xy
1(đpcm)
1 x xy 1 y yz 1 z zx 1 x xy 1 x xy 1 x xy 1 x xy
Bài 9. Cho a b c 0. Chứng minh: P
bc
ca
a b
a
b c
2
b
c a
2
c
a b
2
0
Lời giải.
Ta có:
⇔
a
b
c
a
b
c
b 2 ab ac c 2
0
b c c a a b
bc a c ba
a b c a
a
b c
2
b2 ab ac c 2
a b c a b c
Tương tự ta có:
b
c a
2
(1)
c 2 bc ba a 2
c
b 2 ac cb b 2
(2);
(3)
2
a b b c c a
a b a b b c c a
Cộng (1), (2), (3) Vế theo vế ta được điều phải chứng minh.
Bài 10. Cho a là nghiệm của phương trình: x2 3x 1 0 . Không cần tính a hãy tính
a2
giá trị biểu thức: Q 4 2
a a 1
Lời giải.
Do a là nghiệm của phương trình: x2 3x 1 0 nên a2 3a 1 0 a2 1 3a .
a2
a2
a2
a2 1
Suy ra: Q 4 2
a a 1 a 2 1 2 a 2 3a 2 a 2 8a 2 8
5
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Bài 11. Cho các số thực a, b, c khác nhau đôi một thỏa mãn: a3 b3 c3 3abc và
ab2
bc 2
ca 2
abc 0 . Tính: P 2 2 2 2 2 2 2
a b c b c a c a 2 b2
Lời giải.
Do a3 b3 c3 3abc a b c a2 b2 c2 ab bc ca 0
Do a2 b2 c2 ab bc ca 0 với a, b, đôi một khác nhau nên: a + b + c = 0
Suy ra: a + b + c = 0
Khi đó:
ab2
ab2
ab2
b2
b2
b
2
2
2
2
2
a b c
a b c b c a b c a a c b b b 2
Tương tự:
bc 2
c
ca 2
a
;
2
2
2
2
2
2
b c a
2 c a b
2
Cộng theo vế các đẳng thức trên ta được:
ab2
bc 2
ca 2
b
c
a
1
P 2 2 2 2 2
2
a b c 0
2
2
2
a b c b c a c a b
2 2 2
2
Vậy P = 0.
Bài 12. Cho a, b,c là các số thực thỏa mãn: a b c 6; 1 1 1 8
ab
bc
ca
Tính giá trị biểu thức: P c a b
ab
bc
ca
Lời giải.
Ta có:
1
1 abc a bc a bc
1
6.8 a b c
a b
bc
ca
ab bc ca
c
a
b
c
a
b
1
1
1
3
ab
bc
ac
ab bc a c
Vậy: P c a b 6.8 3 39
ab
Bài 13. Cho
bc
ca
a 4 b4
1
và a2 b2 1 . Chứng minh rằng:
x
y x y
a) bx 2 ay 2
b)
Lời giải.
6
x 2000 y 2000
2
1000
1000
1000
a
b
a b
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
a 2 b2
a 4 b4
a 4 b4
1
2
2
a) Từ
và a b 1 suy ra:
x
y
x y
x
y x y
x y a 4 y b4 x x y a 2 b2
2
ay 2 bx 2
2
2
0 bx 2 ay 2 .
b) Từ câu a) bx 2 ay 2
1000
x2
x2 y 2 x2 y 2
1
a
b
ab
a b a
2000
2000
Do đó: x1000 y1000
a
b
1000
1
a b
1000
y2
;
b
1000
1
a b
2
a b
1000
ax by c
Bài 14. Cho x, y là hai số thực thỏa mãn: bx cy a
cx ay b
Chứng minh rằng: a3 b3 c3 3abc
Lời giải.
ax by c
Ta có: bx cy a . Công theo vế các phương trình của hệ ta được:
cx ay b
a b c x a b c y a b c a b c x y 1 0
a b c 0
x y 1
Với a b c 0 thì: a b c a2 b2 c2 ab bc ca 0 a3 b3 c3 3abc (1)
Với x + y = 1 thay vào giả thiết ta được: a = b = c a3 b3 c3 3abc (2)
Từ (1) và (2) suy ra đpcm.
Bài 15. Chứng minh rằng nếu: x a b ; y b c ; z c a
ab
bc
ca
Thì: 1 x 1 y 1 z 1 x 1 y 1 z
Lời giải.
Ta có:
a b
2a
bc
2b
ca
2c
;1 y 1
; 1 z 1
ab a b
bc bc
ca ca
8abc
1 x 1 y 1 z
(1)
a b b c c a
1 x 1
Mặt khác:
7
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
a b
2b
bc
2c
ca
2a
; 1 y 1
; 1 z 1
ab ab
bc bc
ca ca
8abc
1 x 1 y 1 z
(2)
a b b c c a
1 x 1
Từ (1) và (2) suy ra: 1 x 1 y 1 z 1 x 1 y 1 z
Bài 16. Cho a, b, c là ba số không âm thỏa mãn: ay bx cx az bz cy
c
b
a
Chứng minh rằng: ax by cz 2 x 2 y 2 z 2 a 2 b2 c 2
Lời giải.
Đặt ay bx cx az bz cy k k cay 2 cby bcx 2 baz abz 2 acy
c
k
b
a
c
b
a
cay cbx bcx abz abz acy
0 ay bx cx az bz cy 0
a 2 b2 c2
ay bx cx az bz cy 0
2
2
2
a 2 b 2 c 2 x 2 y 2 z 2 ax by cz 0
2
Suy ra: ax by cz 2 x 2 y 2 z 2 a 2 b2 c 2
Bài 17. Cho ba số thực a, b, c thỏa mãn: b c; a b c và c2 2 ac bc ab
Chứng minh rằng:
a2 a c
b b c
2
2
2
ac
bc
Lời giải.
Ta có:
a 2 a c a 2 c 2 c 2 a c a 2 c 2 2 ac bc ab a c 2 a c a c b
2
2
2
Tương tự: b2 b c = 2 b c b c a
2
Do đó:
a2 a c
b b c
2
2
2
2 a c a c b
2 b c b c a
ac
(đpcm)
bc
Bài 18. Cho a + b + c = 0. Chứng minh rằng: a 4 b4 c 4 1 a 2 b2 c 2
2
2
Lời giải.
Từ: a + b + c = 0 b c a b c a 2 b2 2bc c 2 a 2
2
a 2 b 2 c 2 2bc a 2 b 2 c 2
2 a 4 b4 c 4 a 2 b2 c 2
2
4b 2c 2 a 4 b 4 c 4 2a 2b2 2b2 c 2 2c 2 a 2
2
8
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Vậy: a 4 b4 c 4 1 a 2 b2 c 2
2
2
Bài 19. Cho m a b ; n c d ; p ac bd . Chứng minh rằng: m n p m.n. p
a b
cd
ad bc
Lời giải.
Ta có:
mn p
a b c d ac bd a b c d c d a b ac bd
a b c d ad bc
ad bc
a b c d
2 ac bd
ac bd ac bd 2 ad bc a b c d
ad bc
a b c d ad bc
a b c d
ac bd a b a c m.n. p
a b c d ad bc
Vậy đẳng thức được chứng minh.
Bài 20. Cho các số dương x, y thỏa mãn: 7 x2 13xy 2 y 2 0
Tính giá trị biểu thức: A
(1)
2x 6 y
.
7x 4 y
Lời giải.
Từ (1) ta có: (7 x y)( x 2 y) 0 x 2 y (do x, y > 0)
Thay x = 2y vào A ta được:
A
2 x 6 y 4 y 6 y 2 y 1
7 x 4 y 14 y 4 y 18 y 9
2010
2010
1
y
Bài 21. Cho các số thực x, y thỏa mãn: x
x 2 y 2335
x
y
Tính giá trị biểu thức: B .
Lời giải.
Đặt a
2010
2010
, b
với a, b > 0.
x
y
a 1 b
a 1 b
1
2
7
1 2 7
2010 2.2010
a a 1 6
2345
Từ (2) suy ra:
b
a b 6
a
7a 2 11a 6 0 a 2 (do a 0) suy ra : b 3.
Vậy:
B
x b 3
.
y a 2
9
(2)
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
5
5x 3 y z
2
Bài 22. Cho số thực x, y, z, t thỏa mãn:
t t t 9
x y z 10
Tính giá trị biểu thức: C
(1)
(2)
t2 t2 t2
.
xy yz zx
Lời giải.
Từ (1) ta có: y 5 x, z 2 x.
3
Thay y 5 x, z 2 x. vào (2) ta được: t t t 9 t x.
3
Vì thế: C
x
5
x
3
2x
10
t 2 t 2 t 2 x2 x2 x2 x x x x 3 3 1 1 7
. . .
xy yz zx xy yz zx y y y z 5 5 2 2 5
( x y )( x y ) z 2
Bài 23. Cho các số thực x, y, z thỏa mãn:
4 y2 5 7z2
(4)
Tính giá trị biểu thức D 2 x2 10 y 2 23z 2 .
Lời giải.
z 2 x2 y 2 0
Ta có: (4)
2
2
4 y 7 z 5.
(4)
Ta tìm các số thực a, b thỏa mãn: a( z 2 x2 y 2 ) b(4 y 2 7 z 2 ) 2 x2 10 y 2 23z 2
ax 2 (4b a) y 2 (7b a) z 2 2 x 2 10 y 2 23z 2
a2
a 2
4b a 10
7b a 23 b 3.
Vậy D = 2.0 + 3.5 = 15.
Bài 24. Cho các số thực x, y, z, t thỏa mãn:
t
1
t
x 2 y 2z
.
(5) . Tính giá trị biểu thức: E
x 8 y 9z
t
1
z 3x 2
Lời giải.
10
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
y
z
x
t 2 t 2 t 1
Ta có: (5)
z 3 x 2
t
t
Mặt khác: 1 x 8 y 9 z . Giả sử a, b là các số thực thỏa mãn:
E
t
t
t
y
z
x z x
y
z
x
a 2. 2. b 3. 8. 9.
t
t
t t t
t
t
t
x
y
z x
y
z
a 3b 2a. (2a b). 8 9
t
t
t t
t
t
a 3b 1
a 4
1
2a 8
4.1 1.2 6.
E
b 1
2a b 9
Vậy E 6
Bài 25. Cho a và b là các số thỏa mãn a > b > 0 và a3 a2b ab2 6b3 0 .
Tính giá trị của biểu thức B
a 4 4b4
.
b4 4a 4
Lời giải.
Ta có: a3 a2b ab2 6b3 0 (a 2b)(a2 ab 3b2 ) 0 (*)
Vì a > b > 0 a 2 ab 3b2 0 nên từ (*) ta có a = 2 b
Biểu thức B
a 4 4b4 16b 4 4b 4
12b 4
4
B
.
Vậy:
4
4
4
4
4
b 4a
b 64b
63b
21
Bài 26. Cho ba số x, y, z khác 0 và thoả mãn:
1
x y z
2
1
1 1
1
4.
2 2 2
x
y
z
xyz
1 1 1
0
x y z
Tính giá trị của biểu thức: P y 2009 z 2009 z 2011 x 2011 x 2013 y 2013
Lời giải.
Từ giả thiết suy ra:
1 1 1 1 1 1
1 1 1
1
1 1 1 2(x y z) 1 1 1
4 2 2 2
2 2 2
2 2 2 2
x y z xyz x y z
xyz
x y z
xy yz zx x y z
11
2
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Mà
1 1 1
1 1 1
0 suy ra 2 (1)
x y z
x y z
Mặt khác x y z
1
1
2 (2)
suy ra
2
xyz
Từ (1) và (2) suy ra
1 1 1
1
(3)
x y z xyz
Biến đổi
(3) x y y z z x 0
x 2013 y 2013
x 2013 y 2013 0
x y 0
x y
z y 0 y z y 2009 z 2009 y 2009 z 2009 0
z 2011 x 2011
z 2011 x 2011 0
x z 0
z x
Bài 27. Cho các số x, y, z khác 0 thỏa mãn đồng thời
nên P = 0
1 1 1
2 1
2 và
4.
x y z
xy z 2
Tính giá trị của biểu thức P = (x + 2y + z)2012.
Lời giải.
2
+) Ta có
1 1 1
1 1 1
2 4
x y z
x y z
2
1
1
1
2
2
2
2
1
+) Do đó 1 1 1 2 12 2 2 2 2 0
x
y
z
xy yz zx xy z
xy z
x y z
2
1 1
2
1
1 1
1 1
1
2 2 2
2 0 0
xz z y
yz z
x
x z y z
2
2
1 1 2
1 1
0
x z
x z
x y z
2
1 1
1 1
y z 0
y z
Thay vào
1 1 1
1
1
2 ta được x = y = ; z =
x y z
2
2
1
1 1
Khi đó P = 2.
2
2
2
2012
12012 1
Bài 28. Cho a, b, c là các số thực thỏa mãn a2 + b2 + c2 = a + 2b + 3c = 14.
Tính giá trị của biểu thức T = abc.
Lời giải.
12
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
a 2 b 2 c 2 14 a 2 b 2 c 2 14
Ta có
a
2
b
3
c
14
2a 4b 6c 28
a2 + b2 + c2 – 2a – 4b – 6c = - 14
(a – 1)2 + (b – 2)2 + (c – 3)2 = 0 a = 1; b = 2; c = 3
T = abc = 6.
100
Bài 29. Cho hai số dương a, b thỏa mãn: a
Tính giá trị biểu thức: P a
2010
b100 a101 b101 a102 b102
b2010
Lời giải.
Ta có:
0 a100 + b100 a101 b101 a101 b101 (a102 b102 )
a100 1 a b100 1 b a101 1 a b101 1 b
a100 . 1 a b100 . 1 b 0
2
2
Do đó a = b = 1 (do a, b dương)
2010
2010
Vậy P a b 1 1 2
Bài 30. Cho số x x R; x 0 thoả mãn điều kiện: x2 + 12 = 7
x
Tính giá trị các biểu thức: A = x3 + 13 và B = x5 + 15
x
x
Lời giải.
1
x
Từ giả thiết suy ra: (x + )2 = 9 x +
1
x
21 = (x + )(x2 +
7.18 = (x2 +
B = x5 +
1
= 3 (do x > 0)
x
1
1
1
1
) = (x3 + 3 ) + (x + ) A = x3 + 3 =18
2
x
x
x
x
1
1
1
1
)(x3 + 3 ) = (x5 + 5 ) + (x + )
2
x
x
x
x
1
= 7.18 - 3 = 123
x5
Câu 31. Giả sử a,b là hai số thực phân biệt thỏa mãn a2 3a b2 3b 2
a) Chứng minh rằng a b 3
b) Chứng minh rằng a3 b3 45
Lời giải.
13
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
2
a 3b 2
a) Giả sử a,b là hai số thực phân biệt thỏa mãn 2
b 3a 2
a 2 b 2 3 a b 0 a b a b 3 a b 0 a b a b 3 0
a b 0 loai
a b 3
b) a b 27
3
a3 b3 3ab a b 27 a3 b3 9ab 27
vì a2 3a b2 3b 4 a b 2ab 3 a b 4 ab 2
2
vậy a3 b3 45
Câu 32. Với a, b, c là các số thực thỏa mãn:
(3a 3b 3c)3 24 (3a b c)3 (3b c a)3 (3c a b)3
Chứng minh rằng : a 2b b 2c c 2a 1
Lời giải.
3a b c x
Đặt 3b c a y
3c a b z
Ta có:
(3a 3b 3c)3 24 (3a b c)3 (3b c a)3 (3c a b)3 ( x y z )3 24 x 3 y 3 z 3
( x y z )3 24 ( x y z )3 3( x y )( y z )( z x) 24 3( x y )( y z )( z x) 0
24 3(2a 4b)(2b 4c)(2c 4a) 0
24 24(a 2b)(b 2c)(c 2a) 0
(a 2b)(b 2c)(c 2a) 1
Bài 33. Cho Các số thực a, b, c thỏa mãn đồng thời 2 đẳng thức:
i) a b b c c a abc
ii) a3 b3 b3 c3 c3 a3 a3b3c3 . Chứng minh: abc 0
Lời giải.
Ta có: (a + b )(b + c )(c + a ) = a b c
3
3
3
3
3
3
3 3 3
⇔ (a+b)(b+c)(c+a)(a2 – ab + b2)(b2 – bc + c2)(c2 – ca +a2) = a3b3c3
Mà: (a+b)(b+c)(c+a) = abc. Do đó:
abc(a2 – ab + b2)(b2 – bc + c2)(c2 – ca +a2) = a3b3c3
⇔ abc = 0 hoặc (a2 – ab + b2)(b2 – bc + c2)(c2 – ca +a2) = a2b2c2
14
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
* Nếu abc ≠ 0
Thì: a2 – ab + b2≥ |ab| ; b2 – bc + c2≥ |bc|; c2 – ca + a2≥ |ca|
Suy ra: (a2 – ab + b2)(b2 – bc + c2)(c2 – ca +a2) ≥ a2b2c2
Mà: (a2 – ab + b2)(b2 – bc + c2)(c2 – ca +a2) = a2b2c2
Do đó a = b = c thay vào (i) ⇒ 7a3 = 0 ⇒ a = 0 ⇒ abc = 0 (mâu thuẫn)
Vậy: abc = 0 (đpcm)
Bài 34. Cho các số a, b thỏa mãn 2a 2 11ab 3b2 0, b 2a, b 2a . Tính giá trị biểu
thức: T
a 2b 2a 3b
.
2a b 2a b
Lời giải.
Ta có
a 2b 2a 3b (a 2b)(2a b) (2a 3b)(2a b) 6a 2 11ab b 2
T
2a b 2a b
(2a b)(2a b)
4a 2 b 2
Từ giả thiết suy ra 11ab 2a 2 3b2 , thay vào T ta được:
6a 2 11ab b2 6a 2 2a 2 3b2 b2 2(4a 2 b 2 )
2.
4a 2 b 2
4a 2 b 2
4a 2 b 2
Bài 35. Cho a và b là các số thực thỏa mãn các điều kiện:
T
6a 2 20a 15 0; 15b2 20b 6 0; ab 1.
Chứng minh rằng:
b3
ab 2 9 ab 1
3
6
.
2015
Lời giải.
Ta ký hiệu các điều kiện như sau:
6a 2 20a 15 0
(1); 15b2 20b 6 0
(2); ab 1 (3).
Dễ thấy các phương trình (1) và (2) đều có hai nghiệm phân biệt.
Do (3) nên b khác 0. Chia hai vế của (2) cho b2 ta được
2
1
1
6 20 15 0
b
b
Từ (1), (3) và (4) suy ra a và
1
là hai nghiệm khác nhau của phương trình
b
6 x 2 20 x 15 0
Theo định lí Vi-ét: a
(4)
1
10 a 5
; .
b
3 b 2
15
(5)
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
ab2 9 ab 1
a
1 5
10 2015
Từ đó :
9 a 9
3
b
b
b 2
6
3
3
Suy ra
b3
ab 2 9 ab 1
3
3
3
6
, điều phải chứng minh.
2015
x y a b
Bài 36. Cho trước a, b R ; gọi x, y là hai số thực thỏa mãn 3
3
3
3
x y a b
Chứng minh rằng: x2011 y 2011 a 2011 b2011 .
Lời giải.
Cho trước a, b R ; gọi x,y là hai số thực thỏa mãn
x y a b
( I ) .Chứng minh rằng: x2011 y 2011 a 2011 b2011 .
3
3
3
3
x y a b
x y a b
(I )
3
3
x y 3xy x y a b 3ab a b
(1)
x y a b
(*)
xy
(
a
b
)
ab
(
a
b
)
(2)
x y a b
+/Nếu a b 0 thì (*)
xy ab
=> x, y là 2 nghiệm của phương trình X 2 (a b) X ab 0
x b x a
Giải ra ta có
=> x2011 y 2011 a 2011 b2011 .
;
y a y b
+/Nếu a b 0 => a b .
x y 0
Ta có hệ phương trình 3
x y .
3
x
y
0
a 2011 b 2011 0
=> 2011
=> x2011 y 2011 a 2011 b2011
2011
x y 0
Bài 37. Cho
a 2 bc b2 ca c 2 ab
x 2 yz y 2 zx z 2 xy
. Chứng minh rằng:
a
b
c
x
y
z
Gợi ý.
16
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
x 2 yz y 2 zx z 2 xy
x 2 yz
y 2 zx
z 2 xy
ka
,b
,c
a
b
c
k
k
k
Đặt
Sau đó tính: a2 bc, b2 ca, c2 ab theo x, y,z, k từ đó suy ra:
a 2 bc b2 ca c 2 ab
x
y
z
Bài 38. Phân tích đa thức thành nhân tử: P x4 2000x2 1999x 2000.
Lời giải.
P x 4 2000 x 2 1999 x 2000 x 4 x3 x 2 1999 x 2 x 1 x 3 1
x 2 x 2 x 1 1999 x 2 x 1 x 1 x 2 x 1
x 2 x 1 x 2 1999 x 1 x 2 x 1 x 2 x 2000
Bài 39. Cho a, b ≠ 0 thỏa mãn a + b = 1. Chứng minh:
2 ab 2
a
b
3
2 2
b 1 a 1 a b 3
3
Lời giải.
VT
a
b
a
b
3
b 1 a 1 b 1 b2 b 1 a 1 a 2 a 1
3
a
b
1
1
2
2
2
a b b 1 b a a 1 b b 1 a a 1
2
a 2 a 1 b 2 b 1
a
2
a 1 b 2 b 1
2 ab 2
a b a 2ab b 2
2 2
2
2
a b 2 2ab 3
2 2
2
2
a b ab a b a b ab 2
2 ab 2
VP
a 2b 2 3
Vậy bài toán được chứng minh.
Bài 40. Phân tích đa thức thành nhân tử: P a4 b c b4 c a c 4 a b
Lời giải.
Ta có:
P a 4 b c b 4 c a c 4 a b a 4 b c b 4 a b b c c 4 a b
a 4 b c b4 a b b 4 b c c 4 a b a b c 4 b 4 b c a 4 b 4
a b b c c a a 2 b 2 c 2 ab bc ca
1
2
2
2
a b b c c a a b b c c a
2
Bài 41. Với a, b, c là số thực thỏa mãn:
(3a +3b+3c)3 = 24 + (3a + b – c)3 + (3b + c – a )3 + (3c + a – b) (*)
Chứng minh rằng: (a+2b)(b+2c)(c+2a) = 1
17
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Lời giải.
Đặt: 3a + b – c = x; 3b + c – a = y; 3c + a – b = z. Ta có:
(*) ⇔ (x+y+z)3 = 24 + x3 + y3 + z3
⇔ 3(x+y)(y+z)(z+x) =24 ⇔ 24(a+2b)(b+2c)(c+2a) = 24
⇔ (a+2b)(b+2c)(c+2a) = 1 (đpcm)
Bài 42. Cho a, b, c đôi một khác nhau. Tính giá trị biểu thức:
P
a2
b2
c2
a b a c b c b a c b c a
Hƣớng dẫn.
P
a 2 c b b2 a c c 2 b a
a2
b2
c2
a b a c b c b a c b c a
a b b c c a
Bẳng cách tách: a c c b b a ta phân tích được:
a 2 c b b2 a c c 2 b a a b b c c a
P
1
a b b c c a
a b b c c a
Bài 43. Cho a, b, c khác 0 thỏa mãn:
P
a
b
c
1. Tính giá trị biểu thức:
bc ca a b
a2
b2
c2
bc ca a b
Lời giải.
Ta có: a + b + c ≠ 0 do nếu a + b + c = 0 thì:
a
b
c
a
b
c
1 1 1 3 (trái với giả thiết)
b c c a a b a b c
Do đó a + b + c ≠ 0. Khi đó:
b c a b2 c a b c2 a b c
b
c
a2
a
a b c a b c
bc
ca
ca
a b
a b
bc ca ab bc
a2
b2
c2
abc
bc ca ab
2
a
b2
c2
P
0
bc ca ab
a b c d
Bài 44. Cho 4 số a, b, c, d nguyên thỏa mãn:
. Chứng minh: c = d.
ab 1 cd
Lời giải.
Ta có: a + b = c + d suy ra: a = c + d – b thay vào ab + 1 = cd
Ta có: c d – b .b 1 cd b d b cd cd 1 0 d b b c 1
18
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Vì b,c, d là số nguyên nên: d – b = -b + c = 1 hoặc –d + b = b – c = 1
Vậy c = d
a b c 1
Bài 45. Cho a 2 b 2 c 2 1 . Tính giá trị biểu thức: P a2018 b2018 c2018
a 3 b3 c 3 1
Lời giải.
Ta có:
a b c a 2 b2 c 2 2 ab bc ca 1
1 2 ab bc ca 1 ab bc ca 0
2
Mặt khác:
a3 b3 c3 3abc a b c a 2 b2 c 2 ab bc ca 1 3abc 1. 1 0
abc 0 a 0 b 0 c 0
b2 2bc c 2 1
b 0
b c 1
Xét a = 0 thì 2 2 2 2
bc 0
b c 1 b c 1
c 0
Do đó: a = 0 , b = 0, c = 1 hoặc a = 0 , b = 1, c = 0
Khi đó: P = 1
Lập luận tương tự với các trường hợp b = 0 và c = 0.
Vậy P = 1.
Bài 46. Cho a + b + c + d = 0. Chứng minh rằng: a3 b3 c3 d 3 3 c d ab cd
Lời giải.
Từ: a b c d 0
a b c d a b c d a 3 b3 3ab a b c 3 d 3 3cd c d
3
3
a 3 b3 c3 d 3 3ab a b 3cd c d a 3 b3 c 3 d 3 3ab c d 3cd c d
a 3 b3 c3 d 3 3 c d ab cd
Vậy bài toán được chứng minh.
Bài 47. Cho a3 b3 c3 3abc . Tính giá trị biểu thức: A 1
1 1
b
c
a
a
Lời giải.
19
b
c
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
a 3 b3 c 3 3abc
a b 3ab a b b3 3abc
3
a b c 3c a b a b c 3abc 3ab a b
3
a b c 3c a b a b c 3ab a b c
3
a b c 3 a b c ab bc ca
3
2
a b c a b c 3 ab bc ca 0
a b c a 2 b 2 c 2 ab bc ca 0
1
2
2
2
a b c a b b c c a 0
2
abc 0
a b c 0
2
2
abc
a b b c c a 0
a b c b a c c a b
.
.
. . 1
a
b
a
a b a
Với a + b + c = 0 thì: P
Với a = b = c thì P 1 11 11 1 8
Bài 48. Cho a, b, c đôi một khác nhau thỏa mãn: ab + bc +ca = 1. Tính giá trị biểu
thức:
a b b c c a
a) A
2
2
2
2
2
2
b)
1 a 1 b 1 c
a
B
2
2bc 1 b 2 2ca 1 c 2 2ab 1
a b b c c a
2
2
2
Lời giải.
a) Ta có: 1 + a2 = ab + bc + ca + a2 = (a + b)(a + c)
Tương tự: 1 + b2 = (a + b)(b + c)
;
1 + c2 = (c +a)(b +c)
a b b c c a
Do đó: A
2
2
2
2
2
2
1 a 1 b 1 c
a b b c c a
2
2
2
a b b c c a
2
2
2
1
b) Ta có: a2 + 2bc – 1 = a2 + 2bc – ab – bc – ca = (a-b)(a-c)
Tương tự: b2 + 2ca – 1 = (b – c)(b – a)
;
c2 + 2ab - 1 = (c – a)(c – b)
Do đó:
a
B
Bài 49. Cho
2
2bc 1 b 2 2ca 1 c 2 2ab 1
a b b c c a
2
2
2
a b b c c a
2
2
2
a b b c c a
2
2
1 1 1
ab bc ac
0 . Tính giá trị biểu thức: P 2 2 2
a b c
c
a b
Gợi ý.
Ta dễ dàng chứng minh được khi
1 1 1
1 1 1
3
0 thì 3 3 3
a b c
a b c
abc
20
2
1
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Do đó: P
ab bc ac abc abc abc
3
1 1 1
2 2 3 3 3 abc 3 3 3 abc.
3
2
c
a b
c
a
b
abc
a b c
Bài 50. Giả sử x, y là hai số thực phân biệt thỏa mãn
Tính giá trị biểu thức P
1
1
2
2
x 1 y 1 xy 1
2
1
1
2
2
x 1 y 1 xy 1
2
Lời giải.
1
1
2
1
1
1
1
2
2
2
0
x 1 y 1 xy 1
x 1 xy 1 y 1 xy 1
2
xy y 2
xy x 2
0 xy y 2 y 2 1 xy x 2 x 2 1 0
2
2
x 1 xy 1 y 1 xy 1
x y xy 1 0 xy 1 (vi x y ) S 2
2
CHỦ ĐỀ 2. CÁC BÀI TOÁN VỀ ĐA THỨC
Bài 1.
Cho đa thức P( x) ax2 bx c. Biết P( x) chia cho x + 1 dư 3, P( x) chia cho x dư 1 và
P( x) chia cho x – 1 dư 5. Tìm các hệ số a, b, c.
Lời giải.
Vì P(x) chia cho x + 1 dư 3 nên P(x) – 3 chia hết cho x + 1.
⇒ P(x) – 3 = f(x).(x + 1)
Thay x = –1 vào đẳng thức trên ta có:
P(–1) – 3 = f(–1).( –1 + 1) = 0.
⇒ P(–1) = 3
(1)
Tương tự, P(x) chia cho x dư 1 nên P(0) = 1
P(x) chia cho x – 1 dư 5 nên P(1) = 5
(3)
Từ (1), (2), (3) ta có hệ phương trình:
(2)
a.(1) 2 b.(1) c 3 a b c 3
a 3
2
c 1
b 1
a.0 b.0 c 1
a.12 b.1 c 5
a b c 5 c 1
⇒ P(x) = 3x2 + x + 1. Thử lại ta thấy P(x) thỏa mãn đề bài.
Vậy P(x) = 3x2 + x + 1.
Bài 2. Cho đa thức f ( x) x2 a 3 x a . Xác định a để f(x) chia hết cho (x – 2).
21
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Lời giải.
Vì f ( x) x 2 nên x = 2 là nghiệm của đa thức f(x) hay f(2) = 0
Do đó: 22 a 3 .2 a 0 a 2
Bài 3. Cho đa thức f ( x) x2 2 a 1 x b 1. Xác định a, b để f(x) chia hết cho
(x – 1) và và đa thức (x + 2).
Ta có: f x x 1 ;
Lời giải.
f x x 2 nên x = 1 và x = -2 là nghiệm của đa thức f(x)
hay f(1) = 0 và f(-2) = 0. Do đó:
2
2a b 2
3
1 2 a 1 .1 b 1 0
a ; b 1
2
2
4a b 7
2 2 a 1 . 2 b 1 0
Bài 4. Cho đa thức bậc 3 dạng: f x = x3 ax2 bx c chia hết cho (x – 2) và khi
chia cho (x2 – 1) dư 2x.
Lời giải.
Ta có f(x) chia hết cho (x – 2) nên x = 2 là nghiệm của đa thức f(x) hay f(2) = 0.
Do đó: 23 a.22 b.2 c 0 4a 2b c 8 1
Mặt khác: f(x) chia cho (x2 – 1) dư 2x nên g(x) = f(x) – 2x nhận (x2 – 1) là nghiệm
hay x = 1 và x = -1 là nghiệm của g(x). Do đó:
g 1 0
1 a b c 2 0
g 1 0 1 a b c 2 0
Từ (1), (2), (3) ta có: a
2
(3)
10
10
; b 1; c
.
3
3
Vậy đa thức cần tìm là: f x x3
10 2
10
x x
3
3
Bài 5. Cho đa thức f(x) có bậc 2002 thỏa mãn điều kiện: f n
1
với x = 1; 2;
n
3;....;2001. Tính giá trị của f(2002)
Lời giải.
1
n
1
n
Ta có: f n nên f n 0 với x = 1; 2; 3;....;2001. Suy ra: x = 1; 2; 3;....;2001
1
x
là nghiệm của phương trình: f x 0 hay
x.f(x) 1
0
x
Xét phương trình: G x x. f x 1 có nghiệm là x = 1; 2; 3;....;2001 và G(0) = -1.
22
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Do đó G(x) có dạng: G x a x 1 x 2 x 3 ... x 2001
Suy ra: G(0) = a.(-1)(-2)(-3)....(-2001) = -1 Vì thế: a
1
.
1.2.3....2001
Do đó:
1
x 1 x 2 x 3 ... x 2001
1.2.3....2001
1
xf x 1
x 1 x 2 x 3 ... x 2001
1.2.3.....2001
x 1 x 2 x 3 ... x 2001 1.2.3...2001
f x
1.2.3.....2001.x
2002 1 . 2002 2 ... 2002 1 1.2.3...2001 2.1.2.3.....2001 1 .
f 2002
1.2.3.4...2001.2002
1.2.3...2001.2002 1001
G x
Bài 6. Cho đa thức: P x x4 ax3 bx2 cx d thỏa mãn P 1 3, P 3 11, P 5 27.
Tính giá trị của: S P 2 7.P 6 .
Lời giải.
Xét đa thức: f x = ax bx c thỏa mãn: f 1 3, f 3 11, f 5 27.
2
2
a.12 b.12 c 3
a 1
2
Khi đó ta có: a.3 b.3 c 11 b 0 Nên f x x2 2
a.52 b.5 c 27
c 2
Suy ra đa thức Q x P x f x là đa thức bậc 4 có hệ số cao nhất là 1 và nhận
1,3, 5 là nghiệm,
Do đó: Q x x 1 x 3 x 5 x m . Từ đó ta tính được:
P 2 Q 2 f 2 216 105m
7.P 6 7.Q 6 f (6) 896 105m
Vậy: S P 2 7.P 6 216 105m 896 105m 1112.
Bài 7. Thì các đa thức g(x) và h(x) với hệ số nguyên sao cho:
g
h
7
2 7
2
2 .
Lời giải.
Đặt u 2 7 ta cần xác định các đa thức h(x) và g(x) sao cho
h u g u . 2 0
Xét tích: u 2 7 u 2 7 u 2 2 7u 5.
23
h u
2 hay
g u
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Do u là nghiệm của phương trình u 2 2 7u 5 0 nên
Mặt khác:
u2 5
7
2u
u2 5 u2 5
2 u 7 u
2u
2u
Vậy h x u 2 5; g x 2x
Thử lại thấy h(x) và g(x) thỏa mãi điều kiện bài toán.
x3
Bài 8. Cho f x
. Hãy tính giá trị của biểu thức sau:
1 3x 3x 2
1
A f
2012
2
f
...
2012
2010
f
2012
2011
f
2012
Lời giải.
Nhận xét. Nếu x y 1 thì f x f y 1.
Thật vậy, ta có f x
1 x
f y f 1 x 3
3
x 1 x
3
x3
x3 1 x
3
1 x 1 .
suy ra f x f y f x f 1 x 3
3
3
3
x 1 x x 1 x
3
x3
1
1
Vậy, nhận xét được chứng minh. Ta có f .
2
2
Theo nhận xét trên ta có:
1
2011 2
2010
A f
f
f
f
...
2012 2012
2012
2012
1005
1007
1006
1
f
f
1005 f 1005,5
f
2012
2012
2
2012
Bài 9. Tìm đa thức P(x) bậc 4 thỏa mãi các điều kiện sau:
P(-1) = 0 và P x P x 1 x x 1 2x 1 , x R.
Lời giải.
Với x = 0 thì P 0 P 1 0
Với x = - 1 thì P 1 P 2 0
Do đó P(x) nhận -1, 0, -2 là nghiệm.
Đặt P x x x 1 x 2 ax b vớ a ≠ 0.
Với x = 1 thì P(1) = P(0) + 6 = 6. Suy ra: a + b = 6 (1)
24
CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN ĐẠI SỐ THCS “PAGE TÀI LIỆU TOÁN HỌC”
Với x = 2 thì P(2) = P(1) + 30 = 36. Suy ra: 2a b
Từ (1) và (2) suy ra: a b
1
2
3
(2)
2
1
2
Vậy P x x 1 x 2
2
Bài 10. Cho đa thức P(x) thỏa mãn:
1 1
P 1 1; P 2 P x , x 0; P x1 x2 P x1 P x2 , x1 , x2 R.
x x
Tính P
7
5
Lời giải.
Ta có: P(2) = P(1 + 1) = P(1) + P(1) = 1 + 1 = 2.
Tương tự: P(3) = 3; P(5) = 5; P(7) = 7.
Từ đó: P 2 P 7 ; P P P
7 7
7 7
7
7 7
1
1
1
2
1
1
2
Tương tự: P ; P
7 7 7 7
3
3
5
5
Bài 11. Cho đa thức P x x3 x và Q x x81 x49 x25 x9 x 1.
a) Tìm số dư trong phép chia Q(x) cho P(x)
b) Tìm x để Q x P x
Lời giải.
a) Ta có: P x x x2 1 ; Q x x x80 1 x x48 1 x x24 1 x x8 1 5 x 1
Vì các đa thức x80 1; x48 1; x8 1 đều chia hết cho x 2 1 nên phép chia Q(x) cho P(x)
dư 5x + 1.
b) Để Q x P x thì 5 x 1 0 x
1
5
Bài 12. Cho đa thức P x ax2 bx c thỏa mãn điều kiện với số nguyên x bất kì thì
P(x) là số chính phương. Chứng minh rằng a, b, c là số nguyên và b là số chẵn.
Lời giải.
Do P 0 c là số chính phương nên c m2 với m là số nguyên (hiên nhiên c là số
nguyên).
25