ko tương lai

Danh sách câu hỏi trong sổ
0
phiếu
0đáp án
27K lượt xem

SỬ DỤNG BẤT ĐẲNG THỨC ĐỂ GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VÔ TỈ


1.  PHƯƠNG PHÁP:
Một số phương trình được tạo ra từ dấu bằng của bất đẳng thức: {mBm  nếu dấu bằng ở (1) và (2) cùng đạt được tại x0  thì x0  là nghiệm của phương trình A=B
Ta có : 1+x+1x2  Dấu bằng khi và chỉ khi x=0x+1+1x+12, dấu bằng khi và chỉ khi x=0. Vậy ta có phương trình: 12008x+1+2008x=1x+1+1+x
Đôi khi một số phương trình được tạo ra  từ ý tưởng : {f(x)Bf(x)  khi đó :  
                                                      A=B{=f(x)B=f(x)
Nếu ta đoán  trước được nghiệm thì việc dùng bất đẳng thức dễ dàng hơn, nhưng nếu nghiệm là vô tỉ việc không đoán nghiệm được, ta vẫn dùng bất đẳng thức để đánh giá nó.

Chú ý:
Khi giải phương trình vô tỷ bằng bất đẳng thức qua các phương trình hệ quả thì đến cuối bài toán phải thế nghiệm vào phương trình đầu để loại nghiệm ngoại lai.

Tóm tắt một vài bất đẳng thức cơ bản thường dùng để giải phương trình vô tỷ.
1. A2n0,A2n0(nN) Dấu “=” xảy ra A = 0
2. |A=|A||0 Dấu “=” xảy ra A = 0
3. |A|A. Dấu “=” xảy ra A0
4. Bất đẳng thức Côsi với n số không âm: Nếu a1; a2; …., an không âm thì   a1 + a2 + … + an nna1+a2+...an
Dấu “=” xảy ra a1 = a2 = … an
5. Bất đẳng thức BCS với 2 bộ số (a1; a2; …., an); (b1; b2; …., bn) ta có:
(a1b1+a2b2+....anbn)2(a21+a22+...a2n).(b21+b22+...+b2n)
Dấu “=” xảy ra a1b1=a2b2=...=anbn. Quy ước nếu mẫu bằng 0 thì tử cũng phải bằng 0.

VÍ DỤ
Bài 1.
 
Giải phương trình:22x+1+x=x+9
Giải:
Đk x0
Ta có : (22x+1+x)2[(22)2+x+1][1x+1+(xx+1)2]=x+9
Dấu bằng 22x+1=1x+1x=17

Bài 2.  
Giải phương trình : 13x2x4+9x2+x4=16
Giải:
Đk: 1x1
Biến đổi pt ta có : x2(131x2+91+x2)2=256
Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki: (13.13.1x2+3.3.31+x2)2(13+27)(1313x2+3+3x2)=40(1610x2)Áp dụng bất đẳng thức Côsi: 10x2(1610x2)(162)2=64
Dấu bằng {1x2=1+x2310x2=1610x2[=25x=25

BÀI TẬP:
Bài 1.

x3+5x=x28x+18
ĐK: xx5
Ta có: x28x+18=(x4)2+2Z
(x3+5x)2=(x3)+(5x)+2(x3).(5x)
                 =2+2(x3).(5x)2+(x3)+(5x)=4
x3+5xZ
Do đó x3+5x=x28x+18
{x3+5x=2x28x+18=2x=4
Vậy phương trình có nghiệm x = 4

Bài 2.
x2+2x+4=3x3+4x
ĐK: x0
Áp dụng bất đẳng thức Côsi với 2 số không âm: 4x;x2+4
x3+4x=124x(x2+4)12.x2+4x+42=x2+4x+44x2+2x+43x2+4x+44(x2)20
Ta có: (x2)20,x nên x2=0x=2
Thử lại x = 2 là nghiệm của phương trình
Vậy phương trình đã cho có nghiệm x = 2

Bài 3.
 x2+4=2x4+4+2x44()
Để giải bài toán này, đầu tiên ta cần chứng minh bài toán phụ
a+b2(a2+b2) (I)
Dấu “ = ” xảy ra a=b0
x4+42x24 (Bất Đẳng thức Côsi)
x4+44x2(1)
Áp dụng bài toán phụ
x4+4+2x442[4(x4+4)+4(x44)]2x4+4+2x444x2(2)
(1), (2), (*) cho ta
+4=2x4+4+2x44=4x2{x4=42x4+4=2x44xφ
Vậy phương trình vô nghiệm.
(I)    chứng minh bài toán phụ:
    a+b|a+b|=(a+b)2(a+b)2+(ab)2=2(a+b)2

Bài 5.
x2+x+xx2=x+1
ĐK:  {x2+x0xx200x1
Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho 2 số x2+x;xx2 ta có:
x2+x+xx2=(x2+x).1+(xx2)1x2+x+12+xx2+12=x+1
Dấu “=” xảy ra, do đó  {x2+x=1xx2=1x=0
Thử lại x = 0 không là nghiệm của phương trình
Vậy phương trình đã cho vô nghiệm.

Bài 6.
16x4+72x381x2+2816(xx2)=0
ĐK: x ≥ 2
Đặt t=x2,t0. Xét f(t)=t2t+2 với t[0;+)
f(t)=4t24t+8=(2t1)2+77f(t)74f(t)=74t=12[0;+)
Vậy: xx2=x2x2+2=t2t+274(với t=x2)
Dấu “=” xảy ra x2=12x=94
Ta lại có: 16x4+72x381x2+2816=74(x94)2x274
Dấu “=” xảy ra x=94 hay x=0
Vậy 16x4+72x381x2+2816(xx2)=0x=94

Bài 7.
x2+2y26x+4y+11+x3+3y2+2x+6y+4=4
Ta có:
    x2+2y26x+4y+11+x2+3y2+2x+6y+4
  (x26x+9)+(2y2+4y+2)+(x2+2x+1)+3(y2+2y+1)=(3x)2+2(y+1)2+(x+1)2+3(y+1)2(3x)2+(x+1)2=|3x|+|x+1|
Áp dụng tính chất |A|A. Dấu “=” xảy ra A0
Ta có:
{|3x|3x|x+1|x+1|3x|+|x+1|3x+x+1=4
Từ (1) suy ra:
x2+2y26x+4y+11+x2+3y2+2x+6y+44(2)
Dấu đẳng thức xảy ra trong (2) khi và chỉ khi
{y+1=03x0x+10{y=11x3
Vậy nghiệm của phương trình là
(x; y) = (x0; -1) với x0[1;3]

Bài
8.
427x2+24x+283=1+272x+6
Ta có:427x2+24x+283=1+273x+6
2481x2+72x+163+4=1+3(9x+4)2
24(9x+4)23+4=1+3(9x+4)22(1)
ĐK: 9x+40x94
Đặt: 9x+4=y0. Khi đó (1) trở thành :
24y23+4=1+3y2
44y23+4=1+3y2+6y
Sử dụng bất đẳng thức Côsi, ta có:
6y6+y2
4y23+42y+44(y23+4)(y+2)2(y6)230
(y6)20 nên y6=0y=6x=y49=29 (thoả điều kiện)
Thử lại x=29 là nghiệm của phương trình
Vậy phương trình đã cho có nghiệm x=29

Bài
9.
27x311x2+25x12=x2+6x1
Ta có:
 7x311x2+25x12=x2+6x12(7x4)(x2x+3)=x2+6x1
Đk: (7x4)(x2x3)0 vì(x2x=3=(x12)2+114>0)
7x40x47
Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho 2 số âm 7x4,x2x+3
Ta có:
(7x4)+(x2x+3)2(7x4)(x2x+3)
x26x127x311x+25x12
Dấu đẳng thức xảy ra khi :
x4=x2x+3x28x+7=0{x=1x=7 (thoả điều kiện)
Thử lại x=1;x=7 là nghiệm
Vậy phương trình đã cho có nghiệm x=1;x=7

Bài
10.
 22x+1+x=x+9
Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho 2 cặp: 22;x+11x+1;xx+1
Ta có:
(22x+1+x)2=(22.1x+1+x+1.xx+1)2(8+x+1)(1x+1+xx+1)=x+9
Do dấu: “=” xảy ra nên
22x+1=1x+1:xx+1x=17 (thoã mãn điều kiện)
Vậy phương trình đã cho có nghiệm x=17

Bài 1
1.
x2+x+1x2x+14x2+4=32x2(2x2+32)
Xét :4x2+32x2(2x2+3)2=12[4x2+(2x2+3)+(2x2+3)+64x2(2x2+3)]3
Áp dụng bất đẳng thức Côsi:
4x2+32x2(2x2+3)212(44x2.(2x2+3)2.64x2(2x2+3)2)3=12446.643=5
Suy ra vế trái =4x2+32x2(2x2+3)2454=1
Xét : x2+x+1x2x+1<1x2+x+1<1+x2x+1x2+x+1<1+x2x+1+2x2x+12x1<2x2x+1

Nếu 2x1<0x<12(1)luôn đúng
Nếu 2x10x>12
(1) 4x24x+1<4(x2x+1)1<4đúng
Vế trái < 1 vế phải. Vậy phương trình vô nghiệm


  Bài 1
3.
41x2+41x+41+x=3
ĐK:
1x1 áp dụng bất đẳng thức Côsi, ta có:
[4]1x2=4(1x)(1+x)=1x.1+x1x+1241x2=1+x.11+x+12
Cộng từng số bất đẳng thức cùng chiều ta có:
41x2+41x+41+x1+1x+1+x
Mặt khác, theo bất đẳng thức Côsi ta có:
1x=(1x)1(1x)+12=2x21x=(1+x)1(1+x)+12=2+x21+1x+1+x1+2x2+2+x2=3
Vậy 41x2+41x+41+x3
Do đó phương trình có nghiệm dấu bất đẳng thức trong (1) xảy ra.
{1x=1+x1x=11+x=1x=0 (Thoả điều kiện)
Vậy phương trình đã cho nghiệm x = 0

SỬ DỤNG BẤT ĐẲNG THỨC ĐỂ GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VÔ TỈ

SỬ DỤNG BẤT ĐẲNG THỨC ĐỂ GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VÔ TỈ 1. PHƯƠNG PHÁP: Một số phương trình được tạo ra từ dấu bằng của bất đẳng thức: {mBm nếu dấu bằng ở (1) và (2)...