Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (146.74 KB, 8 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>Ví dụ 5: Giải phương trình sau: </b>3x 10 3 2 x 6 2 x 4 4 x 2 0<sub> (Đề thi ĐH khối B năm 2011)</sub>
Phần nháp: Sử dụng CASIO, ta chỉ tìm thấy một nghiệm
6
x
5
Tương tự ví dụ 4, ta thấy
4 5
2 x
5
và
2 5
2 x
5
Vì lý do giá trị của 2 x <sub> và 2 x</sub> <sub> đều chứa 5 , PTVT có các hệ số nguyên, nên ta nghĩ ngay đến </sub>
nhân tử
2
3x 10 3 2 x 6 2 x 4 4 x
3x 10 6 2 x 2 x 3 4 2 x
5x 6 2 x 2 2 x 3 4 2 x
<b>- Nhận xét: PTVT trên chỉ có một nghiệm hữu tỷ, khi thay </b>
6
x
5
thì
4 5
2 x
5
và
2 5
2 x .
5
Từ đó có thể dễ dàng tìm được nhân tử
6
x ,
5
ta thấy
2 x <sub> và 2 x</sub> <sub> đều là số hữu tỷ thì sao?</sub>
<b>Ví dụ 6: Giải phương trình sau: </b>2x2 5x 1 x 2 4 x 0 <sub> </sub>
Phần nháp: Sử dụng máy tính CASIO, ta thấy PTVT này có nghiệm duy nhất x 3.
<b>a) Phương pháp nhân liên hợp:</b>
Khi x 3 thì x 2 1 <sub> và 4 x 1.</sub> <sub> </sub>
Do đó: 2x2 5x 1 x 2 4 x
2
2x 5x 3 x 2 1 4 x 1
x 2 1 4 x 1
x 2 1 4 x 1
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> </sub>
Vì PTVT có nghiệm duy nhất x 3 nên nhân tử
1 1
2x 1
x 2 1 4 x 1
<sub> có thể chứa nghiệm x 3</sub><sub> hoặc là vô nghiệm. Thành thử ta thấy</sub>
1 1
2x 1
x 2 1 4 x 1
<sub> không chứa nghiệm x 3.</sub><sub> Vậy ta chứng minh nó vơ nghiệm:</sub>
Ta thấy
1 1
2x 1
x 2 1 4 x 1
1
2x 1 1
4 x 1
<sub> </sub>
1
2x 0
4 x 1
Vậy bài toán được giải quyết theo hướng đó…
<b>b) Phương pháp đạo hàm:</b>
xét hàm f x
Ta có
1 1
f ' x 4x 5
2 x 2 2 4 x
Do đó, ta phải xét khoảng từng miền cho x:
Nếu
73
x
36
thì ta có
1
3 0.
2 x 2
Khi đó
1 1
f ' x 4 x 2 3 0
2 x 2 2 4 x
<sub>. Vì vậy, </sub>f x
Nếu
73
2 x .
36
Ta có x 2 0 <sub> và 4 x 0.</sub>
Suy ra
f x 2x 5x 1
73 55 73 1889
2 x 2 x x 0
36 18 36 648
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Từ đó ta có giải quyết trọn vẹn bài tốn này bằng phương pháp đạo hàm
<b>Ví dụ 7: Giải phương trình sau: </b>x 3
Phần nháp: Sử dụng CASIO ta thấy PTVT này có nghiệm duy nhất x 2 . Do đó, sẽ có nhiều cách làm
cho những bài dạng này:
<b>a) Phương pháp nhân liên hợp:</b>
Khi x 2 thì x 1 1 <sub> và x 2 2.</sub> <sub> Từ đó ta được:</sub>
x 3 x 1 x 1 x 1 x 2
x 1 1 x 2 2
x 1 x 1
x 2
x 1 1 x 2 2
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> </sub>
Với lý do PTVT có nghiệm duy nhất x 2 như trên và
x 1 x 1
x 1 1 x 2 2
<sub> sẽ vô nghiệm hoặc chứa nghiệm x 2.</sub><sub> Thành thử, ta thấy x 2</sub><sub> không thỏa </sub>
mãn nhân tử trên. Do đó ta chỉ cần chứng minh nhân tử ấy vô nghiệm:
x 1 x 1
x 1 1 x 2 2
x 1 x 1 2
0
x 2 2 x 2 2 x 2 2
Vậy
x 1 x 1
0
x 1 1 x 2 2
<sub>vô nghiệm. Từ đây dễ dàng có một lời giải hồn chỉnh cho bài toán…</sub>
<b>b) Phương pháp đạo hàm:</b>
xét hàm số f x
Khi đó
3x 1 3x 1
f ' x 1
2 x 1 2 x 2
Vì ta thấy f x
f ' x 0
hoặc f ' x
<b>Ví dụ: Thay x 2</b> thì
5
f ' 2 0
4
Vậy là ta chỉ cần chứng minh f ' x
Nếu 1 x 2 <sub> thì </sub>
3x 1 3x 1
f ' x 1
2 x 1 2 x 2
3x 1 3x 1
1
2 2 3
3 3 1 3 3 3 1 3
x 0
2 2 2 2
Nếu x 2 thì
3x 1 3x 1
f ' x 1
2 x 1 2 x 2
3x 1 3x 1 2
1 1 0
2 x 2 2 x 2 x 2
Từ đó ta có đpcm. Vậy, ta ln có f ' x
<b>Lời giải: Dành cho bạn đọc tự làm…</b>
<b>- Nhận xét: Phương pháp đạo hàm giúp chúng ta chứng minh được phương trình có bao nhiêu nghiệm. </b>
Tuy nhiên, thường thì PTVT là một đa thức phức tạp, việc đạo hàm sẽ trở lên khó khăn, đặc biệt là trong
việc chứng minh f ' x
Trong khi đó, phương pháp nhân liên hợp sẽ được ưa chuộng hơn…
Tuy nhiên, nếu cố gắng phân tích nhân tử PTVT trên, ta có:
x 3 x 1 x 1 x 1 x 2 x 2 x 1 3 x x 2 x 1 3
3
Sẽ có nhiều bạn thắc mắc: PTVT chỉ có nghiệm x 2 thì làm sao có được nhân tử
Thực ra thì PTVT này cịn một cách phân tích nữa:
x 3 x 1 x 1 x 1 x 2 x 2 x 1 1 x 2 x 1 x
Vẫn tồn đọng câu hỏi khó: làm sao có được nhân tử
Phần nháp: Sử dụng CASIO, ta thấy PTVT này có nghiệm duy nhất
5
x
4
Khi
5
x
4
thì
1
x 1
4
và
3
x 1 .
2
Giả sử PTVT có nhân tử
a 3
x 1 a x 1
2 2
<sub> với a hữu tỷ. Khi đó ta có:</sub>
2
x 2x x 1 x 1 x 1 x 1 x 1 <sub> </sub>
2 2
<sub></sub> <sub></sub>
2 2
ax a x 5
x 1 x 2x x a 2ax a 1
2
Ta cần
chứa nhân tử
a 3
x 1 a x 1
2 2
Do
a 3
x 1 a x 1
2 2
a 3
x 1 a x 1
2 2
a a 3 x 1 x a a a x 2
2 4 4
Suy ra
2
a a 3
2 2
2 2
x 2x x a 2ax a
*
3 3 5
x a a a x
2 4 4
đúng với mọi x 1
Nếu x 2 thì từ
2
x 2x x 1 x 1 x 1 x 1 x 1 <sub> </sub>
Và
<b>Lời giải: Dành cho bạn đọc tự làm…</b>
<b>- Nhận xét: Phương pháp biết trước nghiệm cho lời giải khá dài…</b>
Tuy nhiên, bằng việc sử dụng số chính phương, ta có thể sáng tạo ra cách làm khác độc đáo hơn!
Bạn đọc thử quan sát cách làm sau:
Với x 4 thì x 1 3 và x 1 5. Khi đó bộ đơi này khác biệt nhau và 15 chính là x21
Ta có x2 2x
a 3
x 1 a x 1
2 2
<sub> (giống như cách làm trên), ta được giá trị của nhân tử tại x 4</sub><sub> là:</sub>
a 3
5 a 3 .
2 2
Chúng ta chỉ cần tìm a hữu tỷ để
8 5 3 3 15
p q 3 r 5
a 3
5 a 3
2 2
với p, q, r hữu tỷ.
Ta sẽ nhân liên hợp
a 3
5 a 3
2 2
<sub> với một biểu thức để thu được một đa thức chỉ chứa 3 và 15 </sub>
a 3 a 3
5 a 3 5 n 3
2 2 2 2
2 2
1 3 11 3 3 1 1
a a 3an a n a an 3 n a 15
4 2 4 2 2 2 2
<sub></sub> <sub></sub>
Đồng nhất với 8 5 3 3 15 <sub> ta được:</sub>
2
1 3 11
a a 3an
4 2 4
8
3a 3n 1a2 1an
2 2 2 2
5
<sub></sub> <sub></sub>
n a
3
Giải hệ phương trình trên với nghiệm hữu tỉ, ta được
Phần nháp: Đây là bài tập ở ví dụ 7, bạn đọc có thể tham khảo các cách làm ở trên.
Ngoài ra, phương pháp số chính phương cũng có thể giúp ích được cho bài tốn này:
PTVT có nghiệm duy nhất x 2 nên giả sử nhân tử của PTVT là
Ta cho x 8, khi đó x 1 7<sub> và x 2</sub> 10.<sub> Giá trị của nhân tử là </sub>
Cần tìm a hữu tỷ để
5 9 7 7 10
p q 7 r 10
7 a 10 1 2a
2 2
7 10a n 2an n 1 2a 7 an a 2a 10
Đồng nhất với 5 9 7 7 10, ta được
2
7 10a n 2an
5
n 1 2a an a 2a2
9 7
Giải hệ phương trình trên với nghiệm hữu tỷ, ta được
3
a, n 1; ; 1;8
8
<sub></sub> <sub></sub>
<sub>.</sub>
Vậy là ta có 2 cách phân tích với nhân tử
<b>- Nhận xét: Phương pháp phân tích thành nhân tử trong PTVT hệ số hữu tỷ có 2 căn thức sẽ càng khó </b>
khăn nếu PTVT này có đúng 1 nghiệm hữu tỷ. Vì vậy, nếu bạn đọc gặp dạng này, hãy sử dụng phương
pháp nhân liên hợp hoặc đạo hàm để có được lời giải nhanh chóng…
Tuy nhiên, chúng ta sẽ chưa xét tới việc PTVT vô nghiệm. Bạn đọc hãy đọc tiếp phần sau để hiểu thêm
về cách làm dạng này:
<b>IV. Phương trình vơ tỷ vơ nghiệm</b>
<b>- Lưu ý: Phương pháp đạo hàm sẽ được sử dụng nhiều trong phương trình vơ tỷ vơ nghiệm.</b>
<b>Ví dụ 1: Giải phương trình sau: </b>15x29x 1 10x 7
Phần nháp: Sử dụng máy tính CASIO, ta thấy PTVT này vô nghiệm
<b>- Ý tưởng 1: Như đã nói, ta sẽ sử dụng phương pháp đạo hàm:</b>
Xét hàm số f x
Ta có
30x 17
f ' x 30x 9
2x 1
Vì 30x 16
Suy ra
30x 17
f ' x 30x 9
2x 1
6 2x 1 1
30x 9
2x 1
1
30x 15 0
2x 1
Vậy là f x
1
;
2
<sub></sub>
<sub>. Suy ra </sub>
1 1
f x f 0
2 4
<sub></sub> <sub></sub>
Điều này chứng tỏ phương trình f x
<b>- Ý tưởng 2: Đây là một trường hợp nhỏ của phương trình vơ tỷ chỉ có một căn thức dạng ax b.</b> <sub> Vậy </sub>
vẫn theo ý tưởng này thì ta có:
Đặt t 2x 1<sub> </sub>
2
t 1
x .
2
Khi đó phương trình vơ tỷ trở thành:
2
15x 9x 1 10x 7 2x 1<sub> </sub>
2
2 2 2
t 1 t 1 t 1
15 9 1 10 7 t
2 2 2
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub> </sub>
1
15t 20t 12t 8t 1
4
1
4
Thế t 2x 1<sub> vào </sub>
2
15x 9x 1 10x 7 2x 1
2 2
1
5t 10t 1 3t 2t 1
4
1
5 2x 1 10 2x 1 1 3 2x 1 2 2x 1 1
4
trong lời giải chi tiết
<b>- Ý tưởng 3: Ta sẽ tìm nhân tử bằng phương pháp biết trước nghiệm… Tuy nhiên, điều kiện để sử dụng </b>
phương pháp này là PTVT phải có nghiệm. Vậy ta lấy nghiệm đâu ra??? Cách tìm nhân tử sau sẽ gây cảm
giác khó hiểu cho bạn đọc, hãy thử tìm hiểu xem.
Ta cần tìm nghiệm phương trình 15x29x 1 10x 7
Giải phương trình này bằng CASIO, ta được nghiệm
2 2 5
x .
5
Từ đó ta được:
9 4 5
2x 1
5
2 5 3
1 x .
5 5
Vậy nhân tử của PT
3
2x 1 x .
5
Nhận xét PT
Vậy khi PT
3
2x 1 x
5
<sub> thì PT</sub>
3
2x 1 x
5
Tức là PT
Vì vậy, ta sẽ biến đổi PTVT theo nhân tử
3
2x 1 x
5
<sub> hay dễ nhìn hơn là </sub>
3
2x 1 x
5
<sub>:</sub>
2
15x 9x 1 10x 7 2x 1
2 16 3
25x 4x 2x 1 x 10x 7
5 5
<sub></sub> <sub></sub>
3 3
5 2x 1 x 2x 1 x
5 5
<sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub>
3
2x 1 x 10x 7
5
<sub></sub> <sub></sub>
3
2x 1 x 15x 10 5 2x 1
5
<sub></sub> <sub></sub>
<b>- Ý tưởng 4: Sử dụng bất đẳng thức để chứng minh PTVT vơ nghiệm:</b>
Ta có 10x 6 10x 5 1 <sub> 2 10x 5 2 2 2x 1 4 2x 1</sub> <sub> </sub>
Vậy 15x29x 1 10x 7
2
15x 9x 1 4 2x 1 2x 1
<sub> </sub> <sub>15x</sub>2 <sub>17x 5</sub> <sub>2x 1 0</sub>
<sub> </sub>
Ta được đpcm.
<b>- Nhận xét: Ý tưởng 1 cho ta cách làm tổng quát những bài tập dạng này, mặc dù việc sử dụng của nó hơi</b>
khó.
Ý tưởng 2 sẽ chỉ áp dụng cho bài tập có 1 căn thức dạng ax b .
Ý tưởng 3 cũng chỉ áp dụng cho những bài toán mà sau khi đổi dấu căn thức thì phương trình mới sẽ có
nghiệm dạng
a b c
.
d
Ý tưởng 4 khơng định hình được cách làm tổng quát, nhưng yêu cầu ta phải tư duy để được biểu thức đẹp.
Để hiểu hơn về các ý tưởng trên, bạn đọc thử đến với bài tốn sau đây:
<b>Ví dụ 2: Giải phương trình sau: </b>4x28x 11 4 4x 6
<b>- Ý tưởng 1: Đạo hàm</b>
Xét hàm số f x
Ta có
4 6x 7
f ' x 8x 8
x 1
4 6x 6 4
8x 8
x 1 x 1
4
8x 8 24 x 1
x 1
Theo BĐT Cauchuy ta có
4 x 1 x 1
3 x 1
2 2
x 1
và 7x 9 7 x 1
suy ra
4 x 1 x 1
f ' x 7x 9 21 x 1 3 x 1
2 2
x 1
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> 7x 9 21 x 1 0</sub> <sub> </sub>
Vậy f x
<b>- Ý tưởng 2: Đặt ẩn phụ t</b> x 1 x t 2 1
Ta có: 4x28x 11 4 4x 6
2 2 2
4 t 1 8 t 1 11 4 4 t 1 6 t
4 3 2
4t 16t 16t 8t 1
<sub> </sub>
Sử dụng máy tính CASIO, ta thấy phương trình bậc 4: 4t416t316t28t 1 0<sub> vơ nghiệm. Vậy ta sử </sub>
dụng phương pháp nhóm thành tổng các bình phương (xem thêm tại bài đọc thêm, trang
4 3 2
4t 16t 16t 8t 1
2 2
2 4 32 1 25
4 t 2t t 1
9 9 8 162
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Hoặc 4t416t316t28t 1
2 2
2 2 16 1 4
4 t 2t t 2
5 5 4 25
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Hoặc rất nhiều cách phân tích thành tổng bình phương khác nhau…
Sau đó, ta thế ngược t x 1 <sub> vào </sub>PT 1
2
4x 8x 11 4 4x 6 x 1 <sub>4t</sub>4 <sub>16t</sub>3 <sub>16t</sub>2 <sub>8t 1</sub>
<sub> </sub>
2 2
13 32 1 25
4 x 2 x 1 x 1 0
9 9 8 162
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub> </sub>
2
4x 8x 11 4 4x 6 x 1 <sub></sub><sub>4t</sub>4<sub></sub><sub>16t</sub>3<sub></sub><sub>16t</sub>2<sub></sub><sub>8t 1</sub>
2 2
7 16 1 4
4 x 2 x 1 x 1 0
5 5 4 25
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Từ đó ta có nhiều cách phân tích thành tổng bình phương cho bài tốn này
<b>- Ý tưởng 3: Phương pháp biết trước nghiệm. Theo cách làm của ví dụ 1 thì thay vì giải phương trình</b>
2
4x 8x 11 4 4x 6 x 1 0 <sub> , ta sẽ giải phương trình </sub>4x28x 11 4 4x 6
Nhưng rất tiếc, PT
<b>- Ý tưởng 4: Sử dụng bất đẳng thức:</b>
Theo BĐT Cauchuy ta có:
x 1 4
2 x 1
2
x 1 x 3.
4
Suy ra: 4x28x 11 4 4x 6
2 x 3
4x 8x 11 4 4x 4 . 8 x 1
4
<b>- Nhận xét: Tuy ý tưởng 3 bị gạt bỏ với lý do </b>PT *
dạng
a b c
.
d
Nhưng nếu giả sử PT *
a b c
,
d
bài tốn có thể có một lời giải
“đẹp”. Bạn đọc thử sử dụng ý tưởng 3 để giải bài tốn sau:
<b>Ví dụ 3: Giải phương trình sau: 10x 8 11 1 x 6 1 x</b> <sub> </sub>0
Phần nháp: Sử dụng máy tính CASIO, ta thấy phương trình vơ tỷ này vơ nghiệm. Phương trình vơ tỷ này
có 2 căn thức khác nhau nên cũng cần phải chú ý…
Ta sẽ khơng giải phương trình 10x 8 11 1 x 6 1 x <sub> mà sẽ đổi dấu đồng thời hết tất cả hệ số </sub>0
Giải phương trình
3 8 6
x .
25
Từ đó ta được
2 2 6
1 x
5
4 6
1 x
5
1 x 2 1 x 2 0 <sub> </sub>
Vậy nhân tử của
“Có vay, có trả”, phương trình 10x 8 11 1 x 6 1 x <sub> sẽ có nhân tử là </sub>0
2 1 x 2 1 x 2 1 x 2 1 x 2
11
Vậy bài toán sẽ được giải quyết!
<b>- Nhận xét: Hầu hết cách làm những bà tập trên đều dựa trên nghiệm của phương trình vơ tỷ. Do đó, với </b>
Một bài tập nhỏ cho bạn đọc: Thử giải quyết ví dụ 3 bằng ý tưởng 1 và ý tưởng 4, sau đó hãy so sánh
cách làm với ý tưởng 3?
Cũng có thể có nhiều bạn đọc cho rằng phương pháp nhóm nhân tử này thật dài và vơ vị, khơng bằng việc
“bình phương” hai vế của phương trình để được phương trình bậc 4 dễ dàng hơn…