C – Hướng dẫn – trả lời – đáp số
DẠNG 1: Thực hiện phép tính.
Bài tập 1: Tính:
a) A = displaystylesqrt(3+sqrt5+2sqrt3)(3−sqrt5+2sqrt3)=sqrt32−(sqrt5+2sqrt3)2
= displaystylesqrt9−5−2sqrt3=sqrt4−2sqrt3=sqrt(sqrt3−1)2=sqrt3−1.
b) B = displaystylesqrt4+sqrt4.sqrt2.sqrt(2+sqrt2+sqrt2)(2−sqrt2+sqrt2)=sqrt4+2sqrt2.sqrt22−(sqrt2+sqrt2)2
= displaystylesqrt2(2+sqrt2).sqrt2−sqrt2=sqrt2(2+sqrt2)(2−sqrt2)=sqrt2.2=2.
Bài tập 2: Thực hiện phép tính:
a) displaystylesqrt36+3sqrt9.5−4sqrt92.5=6+9sqrt5−36sqrt5=6−27sqrt5;
b) displaystylesqrt36.7−sqrt100.7+sqrt144.7−sqrt64.7=sqrt7.(sqrt36−sqrt100+sqrt144−sqrt64)
= displaystylesqrt7.(6−10+12−8)=0;
c) displaystyle2sqrt40sqrt12−2sqrt5sqrt3−3sqrt20sqrt3=2sqrt80sqrt3−2sqrt5sqrt3−6sqrt5sqrt3
= displaystyle8sqrt5sqrt3−2sqrt5sqrt3−6sqrt5sqrt3=sqrt5sqrt3(8−2−6)=0.
Bài tập 3: Thực hiện phép tính:
a) displaystyle2sqrt5; | b) displaystyle17sqrt5; | c) 0. |
Bài tập 4:
Ta có: displaystylesqrtfrac35+sqrtfrac53=fracsqrt3sqrt5+fracsqrt5sqrt3=frac8sqrt15.
Vậy M = displaystylesqrt15left(frac8sqrt15right)2−8.frac8sqrt15.sqrt15+16=sqrt82−82+16=sqrt16=4.
Bài tập 5: Tính:
a) displaystylesqrtfrac9999911111=sqrt9=3.
b) displaystylesqrtfrac842−37247=sqrtfrac(84+37)(84−37)47=sqrtfrac121.4747=sqrt121=11.
c) displaystylesqrtfrac5(382−172)8(472−192)=sqrtfrac5(38+17)(38−17)8(47+19)(47−19)=sqrtfrac5,,.,,55,,.,,218,,.,,66,,.,,28=sqrtfrac2564=frac58.
d) displaystylesqrtfrac0,2,,.,,1,21,,.,,0,37,5,,.,,3,2,,.,,0,64=sqrtfrac2.121.375.32.64=sqrtfrac12125600=frac11160.
Bài tập 6: Biến đổi biểu thức dưới dấu căn về dạng tích rồi tính:
a) displaystylesqrt(27+23)(27−23)=sqrt50.4=sqrt2.52.22=10sqrt2;
b) displaystylesqrt(37+35)(37−35)=sqrt72.2=sqrt144=12;
c) displaystylesqrt(65+63)(65−63)=sqrt128.2=sqrt256=16;
d) displaystylesqrt(117+108)(117−108)=sqrt225.9=15.3=45.
Bài tập 7: Tích của hai số là: displaystylefracsqrt19+sqrt72.fracsqrt19−sqrt72=frac19−74=3.
Bài tập 8: Tính displaystylesqrtA biết:
a) A = displaystyle(sqrt7−sqrt6)2; displaystylesqrtA=sqrt7−sqrt6;
b) A = displaystyle(3sqrt5+1)2; displaystylesqrtA=3sqrt5+1;
c) 2A = displaystyle24−6sqrt15=(sqrt15−3)2; displaystylesqrtA=fracsqrt15−3sqrt2.
Bài tập 9: Tính:
a) displaystylesqrtfrac6+2sqrt52−sqrtfrac6−2sqrt52−sqrt2=fracsqrt(sqrt5+1)2sqrt2−fracsqrt(sqrt5−1)2sqrt2−sqrt2
= displaystylefracsqrt5+1−sqrt5+1sqrt2−sqrt2=sqrt2−sqrt2=0;
b) Biến đổi tương tự câu a). Đáp số: displaystylesqrt7−sqrt2;
c) Biến đổi tương tự câu a). Đáp số: displaystyle4sqrt6.
Bài tập 10: Thực hiện các phép tính:
a) Viết displaystyle4+sqrt15 thành displaystylesqrt4+sqrt15.sqrt4+sqrt15 ta được:
displaystylesqrt4+sqrt15.sqrt4+sqrt15.sqrt4−sqrt15.(sqrt10−sqrt6)
= displaystylesqrt4+sqrt15.1.sqrt2.(sqrt5−sqrt3)
= displaystylesqrt8+2sqrt15.(sqrt5−sqrt3)=(sqrt5+sqrt3)(sqrt5−sqrt3)=2.
b) Đáp số: 8.
c) Đặt displaystylefracsqrtsqrt5+2+sqrtsqrt5−2sqrtsqrt5+1 = m, displaystylesqrt3−2sqrt2 = n.
Tính m2 ta được m2 = 2 nên m = displaystylesqrt2. Tính n ta được displaystylesqrt2−1. Đáp số: 1.
Bài tập 11:
M = displaystylefracsqrt(2x+1)2sqrtx.sqrtx.left|2x2−x−1right|=frac2x+1x.left|2x2−x−1right|.
x = displaystyle(sqrt10−sqrt6).sqrt4+sqrt15=sqrt2.(sqrt5−sqrt3).sqrt4+sqrt15
= displaystyle(sqrt5−sqrt3).sqrt8+2sqrt15=(sqrt5−sqrt3)(sqrt5+sqrt3)=2.
Vậy M = displaystylefrac2.2+12.left|2.22−2−1right|=frac52.left|5right|=frac12.
Bài tập 12: Tính:
a)
Q = displaystylesqrt3−sqrt5.sqrt3+sqrt5.(sqrt3−sqrt5+sqrt3+sqrt5)
= displaystylesqrt32−(sqrt5)2.(sqrt3−sqrt5+sqrt3+sqrt5)
= displaystyle2.(sqrt3−sqrt5+sqrt3+sqrt5)=sqrt2.sqrt2.(sqrt3−sqrt5+sqrt3+sqrt5)
= displaystylesqrt2.(sqrt3−sqrt5.sqrt2+sqrt3+sqrt5.sqrt2)=sqrt2.(sqrt6−2sqrt5+sqrt6+2sqrt5)
= displaystylesqrt2.(sqrt(sqrt5−1)2+sqrt(sqrt5+1)2)=sqrt2.(sqrt5−1+sqrt5+1)=2sqrt10;
b) R = displaystylesqrt2+sqrt3.sqrt2+sqrt2+sqrt3.sqrt(2+sqrt2+sqrt2+sqrt3).(2−sqrt2+sqrt2+sqrt3)
= displaystylesqrt2+sqrt3.sqrt2+sqrt2+sqrt3.sqrt4−(2+sqrt2+sqrt3)
= displaystylesqrt2+sqrt3.sqrt2+sqrt2+sqrt3.sqrt2−sqrt2+sqrt3
= displaystylesqrt2+sqrt3.sqrt(2+sqrt2+sqrt3).(2−sqrt2+sqrt3)=sqrt2+sqrt3.sqrt4−(2+sqrt3)
= displaystylesqrt2+sqrt3.sqrt2−sqrt3=sqrt4−3=sqrt1=1.
Bài tập 13: So sánh:
a) Ta có: displaystyle(3+sqrt5)2=9+5+6sqrt5=14+sqrt36.sqrt5=14+sqrt180,
displaystyle(2sqrt2+sqrt6)2=8+6+4sqrt12=14+sqrt16.sqrt12=14+sqrt192.
Vì 180 < 192 nên displaystyle14+sqrt180 < displaystyle14+sqrt192 hay displaystyle3+sqrt5 < displaystyle2sqrt2+sqrt6.
b) Tương tự câu a): displaystyle2sqrt3+4 > displaystyle3sqrt2+sqrt10.
c) Cách 1: Ta có: 182 = 324,
displaystyle(sqrt15.sqrt17)2=255.
Vì 324 > 255 nên 182 > displaystyle(sqrt15.sqrt17)2 hay 18 > displaystylesqrt15.sqrt17.
Cách 2: Ta có: displaystylesqrt15.sqrt17=sqrt16−1.sqrt16+1
= displaystylesqrt(16−1).(16+1)=sqrt162−1<sqrt162=16<18.
Bài tập 14*:
- 9972 = 9972 – 32 + 32 = (997 – 3)(997 + 3) + 32 = 994.1000 + 9 = 994009.
- displaystyleA=(sqrtA)2−16+16=(sqrtA−4)(sqrtA+4)+16
= displaystyleunderbrace99…9100,,chu,so92,,,.,,,1underbrace00…0101,,chu,,so,,0+16=underbrace99…9100,,chu,,so,,92underbrace00…099,,chu,,so,,016
Tổng các chữ số của A bằng: 900 + 2 + 1 + 6 = 909.
DẠNG 2: Rút gọn biểu thức
Bài tập 15:
- Cách 1:
Có: displaystyle4+sqrt7=frac8+2sqrt72=left(fracsqrt7+1sqrt2right)2; displaystyle4−sqrt7=frac8−2sqrt72=left(fracsqrt7−1sqrt2right)2
Do đó: M = displaystylesqrtleft(fracsqrt7+1sqrt2right)2−sqrtleft(fracsqrt7−1sqrt2right)2=fracsqrt7+1sqrt2−fracsqrt7−1sqrt2=frac2sqrt2=sqrt2.
- Cách 2:
Dễ thấy M > 0.
M2 = displaystyle(sqrt4+sqrt7−sqrt4−sqrt7)2=4+sqrt7+4−sqrt7−2sqrt(4+sqrt7)(4−sqrt7)
= displaystyle8−2sqrt9=2.
Suy ra M = displaystylesqrt2. (Vì M > 0).
- Cách 3:
* Nhận xét: Với A = 4, B = 7 thì A2 – B = 16 – 7 = 9 là một số chính phương nên ta nghĩ đến việc sử dụng công thức “căn phức tạp”.
displaystylesqrtApmB=sqrtfracA+sqrtA2−B2pmsqrtfracA−sqrtA2−B2
* Trình bày lời giải:
M = displaystylesqrt4+sqrt7−sqrt4−sqrt7
= displaystyleleft(sqrtfrac4+sqrt42−72+sqrtfrac4−sqrt42−72right)−left(sqrtfrac4+sqrt42−72−sqrtfrac4−sqrt42−72right)
= displaystylesqrtfrac72+sqrtfrac12−sqrtfrac72+sqrtfrac12=2.sqrtfrac12=sqrt2.
Bài tập 16: Rút gọn biểu thức:
a) displaystylesqrt10−1; | b) displaystylesqrt7−sqrt2; |
c) displaystyle(sqrt3+1)−(sqrt3−1)=2; | d) displaystyle(sqrt5−2)−(sqrt5+2)=−4; |
e) displaystyle−sqrt2; | f) 3; |
g) displaystylesqrt7+4sqrt3=2+sqrt3;,,,sqrt28−10sqrt3=5−sqrt3. Đáp số: 5. | |
h) displaystylesqrt5+1; | i) displaystyle(7−3sqrt5)−(7+3sqrt5)=−6sqrt5. |
Bài tập 17: Rút gọn các biểu thức:
a) A = displaystylefracsqrt2.sqrt3+sqrt2.sqrt72sqrt3+sqrt4.sqrt7=fracsqrt2.(sqrt3+sqrt7)2.(sqrt3+sqrt7)=fracsqrt22;
b) B = displaystylefrac9sqrt5+9sqrt3sqrt5+sqrt3=frac9.(sqrt5+sqrt3)sqrt5+sqrt3=9;
c) C = displaystylefrac(sqrt2+sqrt3+sqrt4)+sqrt2.(sqrt2+sqrt3+sqrt4)sqrt2+sqrt3+sqrt4=frac(1+sqrt2).(sqrt2+sqrt3+sqrt4)sqrt2+sqrt3+sqrt4
= displaystyle1+sqrt2.
d) D = displaystylefrac3.2sqrt2−2.2sqrt3+2sqrt53.3sqrt2−2.3sqrt3+3sqrt5=frac2.(3sqrt2−2sqrt3+sqrt5)3.(3sqrt2−2sqrt3+sqrt5)=frac23.
Bài tập 18: Tính M2 = 2. Đáp số: displaystyle−sqrt2. (Xem lại cách 2 bài tập 15)
Bài tập 19: Rút gọn các biểu thức:
a) A = displaystylesqrt6+2sqrt2.sqrt3−(sqrt3+1)=sqrt6+2sqrt2.sqrt2−sqrt3=sqrt6+2sqrt4−2sqrt3
= displaystylesqrt6+2(sqrt3−1)=sqrt4+2sqrt3=1+sqrt3;
b) B = 1;
c) C = 8.
Bài tập 20: Rút gọn biểu thức:
ĐKXĐ: displaystyle left{ begin{array}{l}2x-1ge 0xge sqrt{{2x-1}}end{array} right.Leftrightarrow xge frac{1}{2}
* Cách 1:
displaystyleAsqrt2=sqrt2x+2sqrt2x−1−sqrt2x−2sqrt2x−1
= displaystylesqrt2x−1+2sqrt2x−1+1−sqrt2x−1−2sqrt2x−1+1
= displaystylesqrt(sqrt2x−1+1)2−sqrt(sqrt2x−1−1)2
= displaystylesqrt2x−1+1−left|sqrt2x−1−1right|
TH1: Nếu displaystylefrac12lex<1 thì displaystyleAsqrt2=sqrt2x−1+1−(1−sqrt2x−1)=2sqrt2x−1.
Do đó: A = displaystylefrac2sqrt2x−1sqrt2=sqrt4x−2
TH2: Nếu x ≥ 1 thì displaystyleAsqrt2=sqrt2x−1+1−(sqrt2x−1−1)=2
Do đó: A = displaystylesqrt2.
* Cách 2:
Đặt displaystylesqrt2x−1 = y ≥ 0, ta có 2x – 1 = y2.
A = displaystylefracsqrt2x+2sqrt2x−1sqrt2−fracsqrt2x−2sqrt2x−1sqrt2=fracsqrty2+2y+1sqrt2−fracsqrty2−2y+1sqrt2=fracy+1sqrt2−fracleft|y−1right|sqrt2
TH1: Với 0 ≤ y < 1 (tức là displaystylefrac12lex<1) thì: A = displaystylefrac1sqrt2left(y+1+y−1right)=frac2ysqrt2=ysqrt2=sqrt4x−2
TH2: Với y ≥ 1 (tức là x ≥ 1) thì: A = displaystylefrac1sqrt2left(y+1−y+1right)=sqrt2
* Cách 3: Xét A2 ta có:
A2 = displaystyle(x+sqrt2x−1)+(x−sqrt2x−1)−2left(sqrt(x+sqrt2x−1)(x−sqrt2x−1)right)
= displaystyle2x−2sqrtx2−2x+1=2x−2left|x−1right|.
TH1: Với displaystylefrac12lex<1 thì A2 = 2x – 2(1 – x) = 4x – 2, do đó A = displaystylesqrt4x−2.
TH2: Với x ≥ 1 thì A2 = 2, do đó A = displaystylesqrt2 (chú ý rằng A ≥ 0).
Bài tập 21: Rút gọn biểu thức:
ĐKXĐ: displaystyle left{ begin{array}{l}x-1ge 0xge 2sqrt{{x-1}}end{array} right.Leftrightarrow xge 1
P = displaystylesqrt(sqrtx−1+1)2+sqrt(sqrtx−1−1)2=sqrtx−1+1+left|sqrtx−1−1right|
TH1: Nếu 1 ≤ x ≤ 2 thì P = displaystylesqrtx−1+1+1−sqrtx−1=2
TH2: Nếu x > 2 thì P = displaystyle2sqrtx−1.
Bài tập 22: Nếu 2 ≤ x < 4 thì A = displaystyle2sqrt2. Nếu x ≥ 4 thì A = displaystyle2sqrtx−2.
Bài tập 23:
a) A = displaystylefrac(x−6)2left|5−xright|−fracx2−36x−5.
Do x < 5 nên 5 – x = 5 – x. Ta có:
A = displaystylefrac(x−6)25−x−fracx2−36x−5=fracx2−12x+36+x2−365−x=frac2x2−12x5−x.
Tại x = 4 thì A = displaystylefrac2.42−12.45−4=−16
b) Với x ≥ 0 thì displaystylesqrtx3+5x2 và displaystylesqrtx+5 có nghĩa. Giá trị của biểu thức B xác định. Ta có:
B = displaystyle5x−sqrt125+fracsqrtx2.sqrtx+5sqrtx+5=5x−sqrt125+left|xright|=6x−5sqrt5 (vì x ≥ 0).
Tại x = displaystylesqrt5 thì B = displaystyle6.sqrt5−5sqrt5=sqrt5.
Bài tập 24: Rút gọn biểu thức:
a) ĐK: displaystylexnepmy. A = displaystylefrac2x2−y2.fracsqrt3.left|x+yright|2=frac2sqrt3left|x+yright|2(x−y)(x+y)=fracsqrt3left|x+yright|(x−y)(x+y)
TH1: Nếu x > – y thì x + y > 0, ta có A = displaystylefracsqrt3(x+y)(x−y)(x+y)=fracsqrt3x−y
TH1: Nếu x < – y thì x + y < 0, ta có A = displaystylefrac−sqrt3(x+y)(x−y)(x+y)=frac−sqrt3x−y
b) ĐK: displaystyleanefrac12. B = displaystylefraca2sqrt5.left|1−2aright|2a−1
TH1: Nếu displaystylea<frac12 thì 1 – 2a > 0, ta có B = displaystyle−a2sqrt5.
TH1: Nếu displaystylea>frac12 thì 1 – 2a < 0, ta có B = displaystylea2sqrt5.
Bài tập 25:
Đặt A = displaystylesqrta+1+sqrta+3 > 0;
B = displaystyle2sqrta+2 > 0.
Ta có: displaystyleA2=2a+4+2sqrt(a+1)(a+3)
displaystyleA2=2(a+2)+2sqrt(a+2−1)(a+2+1)
displaystyleA2=2(a+2)+2sqrt(a+2)2−1
displaystyleA2<2(a+2)+2sqrt(a+2)2=4(a+2) (vì a > 0)
B = 4(a + 2).
Suy ra A2 < B2 ⇔ A < B (vì A > 0; B > 0).
Bài tập 26: Rút gọn biểu thức:
ĐKXĐ: –1 ≤ x ≤ 1.
Áp dụng công thức “căn phức tạp” ta tính được:
displaystylesqrt1+sqrt1−x2=sqrtfrac1+sqrt1−1+x22+sqrtfrac1−sqrt1−1+x22
= displaystylesqrtfrac1+left|xright|2+sqrtfrac1−left|xright|2
= displaystyle left{ begin{array}{l}frac{1}{{sqrt{2}}}left( {sqrt{{1+x}}+sqrt{{1-x}}} right),,,,ntilde{O}u,xge 0frac{1}{{sqrt{2}}}left( {sqrt{{1-x}}+sqrt{{1+x}}} right),,,,ntilde{O}u,x<0end{array} right.
Cả hai trường hợp đều có cùng một kết quả.
displaystylesqrt(1+x)3−sqrt(1−x)3=left(sqrt1+x−sqrt1−xright)left[(1+x)+sqrt1−x2+(1−x)right]
= displaystyleleft(sqrt1+x−sqrt1−xright)left(2+sqrt1−x2right).
Vậy M = displaystylefrac1sqrt2frac(sqrt1+x+sqrt1−x)(sqrt1+x−sqrt1−x)(2+sqrt1−x2)2+sqrt1−x2
M = displaystylefrac1sqrt2left[(1+x)−(1−x)right]=sqrt2x.
Bài tập 27:
a) A = displaystylesqrtfrac(x2+3)2x2+sqrt(x−2)2=fracx2+3left|xright|+left|x−2right|
TH1: Nếu x < 0 thì A = displaystylefrac−x2−3x+2−x=frac−x2−3+2x−x2x=frac−2x2+2x−3x
TH2: Nếu 0 < x ≤ 2 thì A = displaystylefracx2+3x+2−x=fracx2+3+2x−x2x=frac2x+3x
TH3: Nếu x > 2 thì A = displaystylefracx2+3x+x−2=fracx2+3+x2−2xx=frac2x2−2x+3x
b) Với x ∈ displaystylemathbbZ thì |x – 2| Î displaystylemathbbZ, do đó để A Î displaystylemathbbZ thì displaystylex2+3,,vdots,,left|xright| hay displaystyle3,,vdots,,left|xright|. Suy ra x = ±1; x = ±3.
Bài tập 28:
a) ĐK: displaystyle left{ begin{array}{l}{{x}^{2}}-2xge 0xne pm sqrt{{{{x}^{2}}-2x}}end{array} right.Leftrightarrow left{ begin{array}{l}x(x-2)ge 0{{x}^{2}}ne {{x}^{2}}-2xend{array} right.Leftrightarrow left[ begin{array}{l}xge 2x<0end{array} right..
b) A = displaystyle2sqrtx2−2x với điều kiện trên.
c) Giải A < 2 ta được: displaystylesqrtx2−2x<1Leftrightarrowx2−2x<1Leftrightarrow(x−1)2<2
displaystyleLeftrightarrow−sqrt2<x−1<sqrt2Leftrightarrow1−sqrt2<x<1+sqrt2.
Kết hợp với điều kiện nêu ở câu a), các giá trị phải tìm của x là:
displaystyle1−sqrt2<x<0 và displaystyle2lex<1+sqrt2.
Bài tập 29:
a) Đặt x = displaystyle2+sqrt3. Ta có displaystylex2=7+4sqrt3Rightarrowx2=7+4(x−2)Rightarrowx2=4x−1.
Phương trình displaystylex2−4x+1=0 nhận displaystyle2+sqrt3 là một nghiệm.
b) Phương trình displaystylex2−12x+4=0 nhận displaystyle6−4sqrt2 là một nghiệm.
Chú ý: Phương trình displaystylex2−4x+1=0 còn có nghiệm là displaystyle2−sqrt3.
Phương trình displaystylex2−12x+4=0 còn có nghiệm là displaystyle6+4sqrt2.
Bài tập 30*:
a) A2 = displaystyle1+frac1a2+frac1(a+1)2=fraca2(a+1)2+(a+1)2+a2a2(a+1)2
= displaystylefraca2(a2+2a+1+1)+(a+1)2a2(a+1)2=fraca4+2a2(a+1)+(a+1)2a2(a+1)2=
= displaystylefrac(a2+a+1)2a2(a+1)2=left[fraca2+a+1a(a+1)right]2.
Do a > 0 nên A > 0 và A = displaystylefraca2+a+1a(a+1).
b) Từ câu a) suy ra: displaystylesqrt1+frac1a2+frac1(a+1)2=fraca2+a+1a(a+1)=1+frac1a(a+1)=1+frac1a−frac1a+1
Do đó: B = displaystyleleft(1+frac11−frac12right)+left(1+frac12−frac13right)+left(1+frac13−frac14right)+…+left(1+frac199−frac1100right)
= 99 + displaystyleleft(frac11−frac12+frac12−frac13+frac13−frac14+…+frac199−frac1100right)=100−frac1100=99,99
DẠNG 3: Giải phương trình
Bài tập 31: Giải phương trình:
a) Điều kiện xác định của phương trình là: displaystylexge−frac12
displaystylesqrt5x2=2x+1
Suy ra displaystyle5x2=(2x+1)2
displaystyleLeftrightarrow5x2=4x2+4x+1
displaystyleLeftrightarrowx2−4x−1=0
displaystyleLeftrightarrow(x2−4x+4)−5=0
displaystyleLeftrightarrow(x−2)2−(sqrt5)2=0
displaystyleLeftrightarrow(x−2+sqrt5)(x−2−sqrt5)=0
displaystyleLeftrightarrowleft[beginarraylx−2+sqrt5=0x−2−sqrt5=0endarrayright.Leftrightarrowleft[beginarraylx=2−sqrt5x=2+sqrt5endarrayright.
Vì x = displaystyle2−sqrt5 không thỏa mãn điều kiện xác định của phương trình. Vậy phương trình đã cho có nghiệm x = displaystyle2+sqrt5.
b) Điều kiện xác định của phương trình là: displaystyle left{ begin{array}{l}2x-3ge 0x-1>0end{array} right.Leftrightarrow left{ begin{array}{l}xge 1,5x>1end{array} right.Leftrightarrow xge 1,5
Khi đó phương trình được đưa về dạng:
displaystylefracsqrt2x−3sqrtx−1=2
Suy ra: displaystylefrac2x−3x−1=22
Hay 2x – 3 = 4(x – 1)
displaystyleLeftrightarrow,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2x=1,,,Leftrightarrowx=0,5 không thỏa mãn điều kiện x ≥ 1,5.
Vậy phương trình đã cho vô nghiệm.
Bài tập 32: Giải phương trình:
a) Điều kiện xác định của phương trình là displaystylexgefrac13
Biến đổi phương trình về dạng:
displaystyle3x+1=(3x−1)2
displaystyleLeftrightarrow9x(x−1)=0Leftrightarrowleft[beginarraylx=0x=1endarrayright.
Phương trình đã cho có nghiệm x = 1.
b) Điều kiện xác định của phương trình là: displaystyle left{ begin{array}{l}3x-5ge 0x+1ge 0end{array} right.Leftrightarrow left{ begin{array}{l}xge frac{5}{3}xge -1end{array} right.Leftrightarrow xge frac{5}{3}
Phương trình được đưa về dạng;
displaystylebeginarrayl2+sqrt3x−5=x+1Leftrightarrowsqrt3x−5=x−1Leftrightarrow3x−5=x2−2x+1Leftrightarrowx2−5x+6=0endarray
displaystyleLeftrightarrow(x−3)(x−2)=0Leftrightarrowleft[beginarraylx−3=0x−2=0endarrayright.Leftrightarrowleft[beginarraylx=3x=2endarrayright., thỏa mãn điều kiện xác định.
Phương trình đã cho có nghiệm x = 2, x = 3.
c) Điều kiện xác định của phương trình là:
displaystyle left{ begin{array}{l}5x+7ge 0x+3>0end{array} right.Leftrightarrow left{ begin{array}{l}xge -frac{7}{5}x>-3end{array} right.Leftrightarrow xge -frac{7}{5}
hoặc displaystyle left{ begin{array}{l}5x+7le 0x+3<0end{array} right.Leftrightarrow left{ begin{array}{l}xle -frac{7}{5}x<-3end{array} right.Leftrightarrow x<-3
Phương tình được đưa về dạng: displaystylefrac5x+7x+3=42
Giải phương trình này được displaystylex=−frac4111 thỏa mãn điều kiện xác định. Vậy phương trình đã cho có nghiệm displaystylex=−frac4111.
d) Điều kiện xác định của phương trình là:
displaystyle left{ begin{array}{l}5x+7ge 0x+3>0end{array} right.Leftrightarrow left{ begin{array}{l}xge -frac{7}{5}x>-3end{array} right.Leftrightarrow xge -frac{7}{5}
Khi đó phương tình đưa về dạng: displaystylesqrtfrac5x+7x+3=4.
Theo câu c), ta có displaystylex=−frac4111, nhưng không thỏa mãn điều kiện displaystylexge−frac75. Vậy phương trình đã cho vô nghiệm.
Bài tập 33: ĐKXĐ: x ≥ 0; y ≥ 1.
displaystyleleft(sqrtx−2right)2+left(sqrty−1−3right)2=0;
Đáp số: x = 4; y = 10.
Bài tập 34: ĐKXĐ: x ≥ a; y ≥ b; z ≥ c.
displaystylebeginarrayl,,,,,,,sqrtx−a+sqrty−b+sqrtz−c=frac12left(x+y+zright)Leftrightarrowx+y+z=2left(sqrtx−a+sqrty−b+sqrtz−cright)Leftrightarrowx+y+z−2sqrtx−a−2sqrty−b−2sqrtz−c=0Leftrightarrowx+y+z−(a+b+c)−2sqrtx−a−2sqrty−b−2sqrtz−c+3=0Leftrightarrowleft(x−a−2sqrtx−a+1right)+left(y−b−2sqrty−b+1right)+left(z−c−2sqrtz−c+1right)=0Leftrightarrow(sqrtx−a−1)2+(sqrty−b−1)2+(sqrtz−c−1)2=0endarray
Đáp số: x = a + 1; y = b + 1; z = c + 1.
Bài tập 35: ĐKXĐ: x ≥ 1.
displaystylebeginarraylsqrt(sqrtx−1−2)2+sqrt(sqrtx−1+3)2=5,,,,,,,,,,,left|sqrtx−1−2right|+sqrtx−1+3=5,,,,,,,,,,,left|sqrtx−1−2right|=2−sqrtx−1,,,,,,,,,,,,,2−sqrtx−1ge0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,sqrtx−1le2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,xle5endarray
Kết hợp với ĐKXĐ ta được displaystyle1lexle5.
Bài tập 36: displaystylesqrt(x−2)(x−3)+sqrtx+1=sqrtx−2+sqrt(x+1)(x−3)
ĐKXĐ: x ≥ 3.
displaystylebeginarrayl,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,sqrt(x−2)(x−3)+sqrtx+1=sqrtx−2+sqrt(x+1)(x−3),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,sqrt(x−2)(x−3)−sqrt(x+1)(x−3)=sqrtx−2−sqrtx+1sqrtx−3(sqrtx−2−sqrtx+1)−(sqrtx−2−sqrtx+1)=0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(sqrtx−3−1)(sqrtx−2−sqrtx+1)=0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,x=4endarray
DẠNG 4: Tìm GTLN, GTNN của biểu thức
Bài tập 37: ĐKXĐ: 5 ≤ x ≤ 13
* Cách thứ nhất: Sử dụng bất đẳng thức Cô-si: displaystylea+bge2sqrtab
P2 = displaystylex−5+13−x+2sqrt(x−5)(13−x)
P2 ≤ 8 + [(x – 5) + (13 – x)] = 16. (Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi x – 5 = 13 – x ⇔ x = 9).
Suy ra max P2 = 16, do đó max P = 4 (khi và chỉ khi x = 9).
* Cách thứ hai: Sử dụng bất đẳng thức Bu-nhi-a-cốp-xki:
displaystyle(a1b1+a2b2)2le(a21+a22)(b21+b22)
Với a1 = a2 = 1; b1 = displaystylesqrtx−5; b2 = displaystylesqrt13−x.
P2 = displaystyle(1.sqrtx−5+1.sqrt13−x)2le(12+12)left[(sqrtx−5)2+(sqrt13−x)2right]
hay P2 ≤ 2 . 8 = 16 (dấu “=” xảy ra ⇔ displaystylefracx−51=frac13−x1Leftrightarrowx=9).
Suy ra max P2 = 16, do đó max P = 4 (khi và chỉ khi x = 9).
Bài tập 38:
a) Áp dụng bất đẳng thức displaystylesqrta−sqrtblesqrta−b (với a ≥ b ≥ 0) (Xem lại phần Bổ sung 3.)
A = displaystylesqrtx+1−sqrtx−8lesqrt(x+1)−(x−8)=sqrt9=3 (dấu “=” xảy ra ⇔ x = 8)
Suy ra max A = 3 (khi và chỉ khi x = 8).
b) Áp dụng bất đẳng thức displaystylesqrta+sqrtbgesqrta+b (với a, b ≥ 0) (Xem lại phần Bổ sung 2.)
B = displaystylesqrtx−3+sqrt5−xgesqrtx−3+5−x=sqrt2 (dấu “=” xảy ra ⇔ x = 3 hoặc x = 5)
Suy ra min B = displaystylesqrt2 (khi và chỉ khi x = 3 hoặc x = 5).
Bài tập 39:
M = displaystylefracx2−sqrt2x2(x2−sqrt2)+sqrt3(x2−sqrt2)=fracx2−sqrt2(x2−sqrt2)(x2+sqrt3)=frac1x2+sqrt3 (với displaystylexnepmsqrtsqrt2)
Vì displaystylex2+sqrt3gesqrt3 với mọi x nên displaystylefrac1x2+sqrt3lefrac1sqrt3. Vậy max A = displaystylefrac1sqrt3 khi x = 0.
DẠNG 5: Chứng minh biểu thức.
Bài tập 40:
a) Có, chẳng hạn: displaystylesqrtfrac12+sqrtfrac12=frac1sqrt2+frac1sqrt2=frac2sqrt2=sqrt2.
b) Không. Giả sử tồn tại các số hữu tỉ dương a và b mà displaystylesqrta+sqrtb=sqrtsqrt2.
Bình phương hai vế được displaystylea+b+2sqrtab=sqrt2Rightarrow2sqrtab=sqrt2−(a+b).
Lại bình phương hai vế ta có:
displaystyle4ab=2+(a+b)2−2sqrt2(a+b)Rightarrow2sqrt2(a+b)=2+(a+b)2−4ab
Vế phải là số hữu tỉ, vế trái là số vô tỉ (vì a + b ≠ 0), mâu thuẫn.
Bài tập 41: Đặt x – y = a, displaystylesqrtx+sqrty=b (1) thì a, b là các số hữu tỉ.
Xét hai trường hợp:
TH1: Nếu b ≠ 0 thì displaystylefracx−ysqrtx+sqrty=fracab nên displaystylesqrtx−sqrty=fracab là số hữu tỉ. (2)
Từ (1) và (2) ta có: displaystylesqrtx=frac12left(b+fracabright) là số hữu tỉ.
displaystylesqrty=frac12left(b−fracabright) là số hữu tỉ.
TH2: Nếu b = 0 thì x = y = 0, hiển nhiên displaystylesqrtx, displaystylesqrty là số hữu tỉ.
Bài tập 42: Xét tổng hai số:
displaystyle(2a+b−2sqrtcd)+(2c+d−2sqrtab)=(a+b−2sqrtab)+(c+d−2sqrtcd)+a+c
displaystyle=(sqrta−sqrtb)2+(sqrtc−sqrtd)2+a+c>0.
Tồn tại một trong hai số trên là số dương.
Bài tập 43:
a) Ta có: displaystyle(sqrta+b)2=a+b (1)
displaystyle(sqrta+sqrtb)2=a+b+2sqrtab (2)
Vì a > 0, b > 0 nên displaystyle2sqrtab > 0, do đó từ (1) và (2) suy ra:
displaystyle(sqrta+b)2<(sqrta+sqrtb)2 hay displaystylesqrta+b<sqrta+sqrtb.
b) Áp dụng câu a) cho hai số dương 2017 và 2018, ta có:
displaystylesqrt2017+2018<sqrt2017+sqrt2018
Bài tập 44:
displaystylesqrtax+sqrtbylesqrt(a+b)(x+y)Leftrightarrowax+by+2sqrtabxyleax+ay+bx+by
⇔ displaystyleay+bx−2sqrtabxyge0
⇔ displaystyleleft(sqrtay−sqrtbxright)2ge0
Bất đẳng thức cuối cùng hiển nhiên đúng nên bất đẳng thức đã cho là đúng.
(Dấu “=” xảy ra ⇔ ay = bx ⇔ displaystylefracax=fracby).
Bài tập 45: Áp dụng bất đẳng thức Cô-si cho các cặp số không âm a và b, b và c, a và c, ta có: displaystylea+bge2sqrtab ; displaystyleb+cge2sqrtbc ; displaystylea+cge2sqrtac.
Suy ra displaystyle(a+b)+(b+c)+(c+a)ge2(sqrtab+sqrtbc+sqrtac)
Do đó displaystylea+b+cgesqrtab+sqrtbc+sqrtca.
Bài tập 46: displaystylesqrtn+a+sqrtn−a<2sqrtn
displaystyleLeftrightarrown+a+n−a+2sqrtn2−a2<4nLeftrightarrowsqrtn2−a2<n
displaystyleLeftrightarrown2−a2<n2Leftrightarrowa2>0
Bất đẳng thức cuối cùng hiển nhiên đúng nên bất đẳng thức đã cho là đúng.
Áp dụng với n = 100; a = 1 ta được
displaystylebeginarraylsqrt101+sqrt99<2sqrt100=20sqrt101−sqrt99=frac(sqrt101−sqrt99)(sqrt101+sqrt99)sqrt101+sqrt99=frac2sqrt101−sqrt99>frac220=0,1endarray
Bài tập 47: Giả sử tồn tại A, B ∈ displaystylemathbbZ để có đẳng thức:
displaystyle99999+11111sqrt3=(A+Bsqrt3)2
Suy ra: displaystyle99999+11111sqrt3=A2+3B2+2ABsqrt3
Do đó: displaystylesqrt3=frac−99999+A2+3B211111−2AB là số hữu tỉ, vô lý.
Bài tập 48:
Ta có: A + B = displaystyleasqrta+bsqrtb+2sqrtab
displaystyle=(sqrta+sqrtb)left[(sqrta+sqrtb)2−3sqrtabright]+2sqrtab
A . B = displaystylesqrtab(sqrtab+1)+sqrtab(sqrta+sqrtb)left[(sqrta+sqrtb)2−3sqrtabright]
Đặt displaystylesqrta+sqrtb=p, displaystylesqrtab=q (p, q ∈ displaystylemathbbQ) thì:
A + B = p(p2 – 3q) + 2q
A . B = q(q + 1) + pq(p2 – 3q)
là các số hữu tỉ.
Bài tập 49: (Hs tự chứng minh).
Bài tập 50:
displaystyle2left(sqrtn+1−sqrtnright)=frac2left(sqrtn+1−sqrtnright)left(sqrtn+1+sqrtnright)sqrtn+1+sqrtn=frac2sqrtn+1+sqrtn<frac22sqrtn=frac1sqrtn (1)
displaystyle2left(sqrtn−sqrtn−1right)=frac2left(sqrtn−sqrtn−1right)left(sqrtn+sqrtn−1right)sqrtn+sqrtn−1=frac2sqrtn+sqrtn−1>frac22sqrtn=frac1sqrtn (2)
Từ (1) và (2) suy ra đpcm.
displaystyleS=1+frac1sqrt2+frac1sqrt3+…+frac1sqrt100
Áp dụng bất đẳng thức (1) ta được:
displaystyleS>1+2left[left(sqrt3−sqrt2right)+left(sqrt4−sqrt3right)+left(sqrt5−sqrt4right)+…+left(sqrt101−sqrt100right)right]
displaystyleS>1+2left[sqrt101−sqrt2right]>1+2(10−1,5)=18.
Áp dụng bất đẳng thức (2) ta được:
displaystyleS<1+2left[left(sqrt2−sqrt1right)+left(sqrt3−sqrt2right)+left(sqrt4−sqrt3right)+…+left(sqrt100−sqrt99right)right]
displaystyleS<1+2left[sqrt100−sqrt1right]=1+2(10−1)=19.
Vậy 18 < S < 19.
Bài tập 51:
displaystylefrac12sqrtn+1=frac1sqrtn+1+sqrtn+1<frac1sqrtn+1+sqrtn=gravefracsqrtn+1−sqrtn(sqrtn+1+sqrtn)(sqrtn+1−sqrtn)=sqrtn+1−sqrtn
Suy ra displaystylefrac1sqrtn+1<2left(sqrtn+1−sqrtnright)
Cho n lần lượt lấy các giá trị từ 0 đến 2499 ta được:
displaystyle1<2
displaystylefrac1sqrt2<2(sqrt2−1)
displaystylefrac1sqrt3<2(sqrt3−sqrt2)
………………
displaystylefrac1sqrt2500<2(sqrt2500−sqrt2499)
Vậy displaystyle1+frac1sqrt2+frac1sqrt3+frac1sqrt2500<2left(1+sqrt2−1+sqrt3−sqrt2+…+sqrt2500−sqrt2499right)
= displaystyle2.sqrt2500=100.
Bài tập 52:
Ta có: displaystyle1+x2=xy+yz+xz+x2=x(x+y)+z(x+y)=(x+y)(x+z)
Tương tự: displaystyle1+y2=(y+x)(y+z); displaystyle1+z2=(z+x)(z+y).
Vậy S = displaystylexsqrt(y+z)2+ysqrt(z+x)2+zsqrt(x+y)2
= 2(xy + yz + zx) = 2.1 = 2.
Bài tập 53: Đặt a – b = x, b – c = y, c – a = z, ta có:
displaystylefrac1(a−b)2+frac1(b−c)2+frac1(c−a)2=frac1x2+frac1y2+frac1z2=left(frac1x+frac1y+frac1zright)2−2left(frac1xy+frac1yz+frac1xzright)
= displaystyleleft(frac1x+frac1y+frac1zright)2−frac2(x+y+z)xyz=left(frac1x+frac1y+frac1zright)2
(vì x + y + z = a – b + b – c + c – a = 0).
Vậy A = displaystylesqrtleft(frac1x+frac1y+frac1zright)2=left|frac1x+frac1y+frac1zright|=left|frac1a−b+frac1b−c+frac1c−aright| là số hữu tỉ.
Áp dụng bất đẳng thức Cô-si. Bất đẳng thức Bu-nhi-a-cốp-xki.
Bài tập 54:
Áp dụng bất đẳng thức Cô-si đối với các số dương x, y, z ta được:
displaystylex+yge2sqrtxy; | displaystyley+zge2sqrtyz; | displaystylez+xge2sqrtzx |
Suy ra: displaystyle2(x+y+z)ge2left(sqrtxy+sqrtyz+sqrtzxright)
hay displaystylex+y+zgesqrtxy+sqrtyz+sqrtzx (dấu “=” xảy ra ⇔ x= y = z).
Bài tập 55: ĐKXĐ: –3 ≤ x ≤ 5
displaystyleA2=x+3+5−x+2sqrt(x+3)(5−x)
displaystyleA2le8+(x+3+5−x) (bất đẳng thức Cô-si)
displaystyleA2le16 (dấu “=” xảy ra ⇔ x + 3 = 5 – x Û x = 1)
Vậy |A| ≤ 4 mà A > 0 nên A ≤ 4 (dấu “=” xảy ra Û x = 1).
Bài tập 56:
B = displaystylefracx3y+1+fracy3x+1=frac(x4+y4)+(x3+y3)xy+x+y+1
= displaystylefrac(x4+y4)+(x+y)(x2+y2−xy)x+y+2=frac(x4+y4)+(x+y)(x2+y2−1)x+y+2
Áp dụng bất đẳng thức Cô-si đối với các số dương x2, y2, x4, y4 ta được:
displaystyleBgefrac2x2y2+(x+y)(2xy−1)x+y+2=frac2+(x+y)x+y+2=1
(Dấu “=” xảy ra ⇔ x = y = 1)
Bài tập 57:
displaystylefrac1x+1=2−frac1y+1−frac1z−1=left(1−frac1y+1right)+left(1−frac1z+1right)
= displaystylefracyy+1+fraczz+1ge2sqrtfracyz(y+1)(z+1) (bất đẳng thức Cô-si)
Tương tự, displaystylefrac1y+1ge2sqrtfracxz(x+1)(z+1) ; displaystylefrac1z+1ge2sqrtfracxy(x+1)(y+1)
Suy ra displaystylefrac1x+1.frac1y+1.frac1z+1gefrac8xyz(x+1)(y+1)(z+1)
Do đó displaystylexyzlefrac18 (dấu “=” xảy ra Û displaystylefracxx+1=fracyy+1=fraczz+1Leftrightarrowx=y=z).
Bài tập 58:
Áp dụng bất đẳng thức Cô-si đối với các số dương x4, y4, z4 và x2, y2, z2 ta được:
displaystylex4+y4+z4=fracx4+y42+fracy4+z42+fracx4+z42gex2y2+y2z2+x2z2
= displaystylefracx2y2+y2z22+fracy2z2+x2z22+fracx2y2+x2z22gey2xz+z2xy+x2zy
= xyz(x + y + z) = 3xyz.
Vậy x4 + y4 + z4 ≥ 3xyz (dấu “=” xảy ra Û x = y = z = 1).
Do đó x = 1; y = 1; z = 1.
Bài tập 59:
Áp dụng bất đẳng thức Bu-nhi-a-cốp-xki cho hai bộ hai số (1; 2) và displaystyleleft(sqrtx;sqrtyright) ta được:
displaystyleleft(1.sqrtx+2.sqrtyright)2le(12+22)(x+y)
displaystyle102le5(x+y)
x + y ≥ 20
(Dấu “=” xảy ra displaystyleLeftrightarrowfracsqrtx1=fracsqrty2Leftrightarrowx=4;y=16).
Bài tập 60:
Áp dụng bất đẳng thức Bu-nhi-a-cốp-xki cho hai bộ ba số (1; 1; 1) và displaystyleleft(sqrtx+y;sqrty+z;sqrtz+xright) ta được:
displaystyleA2=left(1.sqrtx+y+1.sqrty+z+1.sqrtz+xright)2
displaystylele(12+12+12)(x+y+y+z+z+x)
displaystyleA2le6(x+y+z)=6
displaystyleleft|Aright|lesqrt6
Vì A > 0 nên displaystyleAlesqrt6 (Dấu “=” xảy ra Û x + y = y + z = z + x ⇔ x = y = z = displaystylefrac13).