\(m\left(\sqrt{x^2-2x+2}+1\right)+x\left(2-x\right)\ge0\)
K
Khách

Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.

23 tháng 5 2017

Hàm lũy thừa, mũ và loagrit

Hàm lũy thừa, mũ và loagrit

AH
Akai Haruma
Giáo viên
2 tháng 5 2019

Mình đã giải đã có ở đây:

Câu hỏi của Nguyễn Vi - Toán lớp 10 | Học trực tuyến

Đáp án A.

2 tháng 12 2025

Hệ phương trình đã cho là:


$$\begin{cases} 2y^3 + 2x\sqrt{1-x} = \sqrt{1-x} - y \quad (1) \\ 2x^2 + 2xy\sqrt{1+x} = y + 1 \quad (2) \end{cases}$$

1. Điều kiện xác định (ĐKXĐ)

Để các căn thức có nghĩa, ta cần:


$$\begin{cases} 1 - x \ge 0 \\ 1 + x \ge 0 \end{cases} \implies \begin{cases} x \le 1 \\ x \ge -1 \end{cases}$$


Vậy, ĐKXĐ là: $-1 \le x \le 1$.

2. Biến đổi phương trình (1)

Chuyển các số hạng chứa $\sqrt{1-x}$ về một vế và các số hạng còn lại về vế kia:


$$2y^3 + y = \sqrt{1-x} - 2x\sqrt{1-x}$$ $$2y^3 + y = \sqrt{1-x} (1 - 2x)$$

Nếu đặt $z = \sqrt{1-x}$, ta có $z \ge 0$ và $z^2 = 1-x$, hay $x = 1 - z^2$.

Thay $x$ vào biểu thức $1 - 2x$:


$$1 - 2x = 1 - 2(1 - z^2) = 1 - 2 + 2z^2 = 2z^2 - 1$$


Thay lại vào phương trình (1) đã biến đổi:


$$2y^3 + y = z(2z^2 - 1) = 2z^3 - z$$ $$2y^3 + y = 2z^3 - z$$ $$\iff 2y^3 + y = 2z^3 + (-z)$$

Xét hàm số $f(t) = 2t^3 + t$. Ta có $f'(t) = 6t^2 + 1 > 0$ với mọi $t \in \mathbb{R}$.

$\implies f(t)$ là hàm số đồng biến trên $\mathbb{R}$.

Do đó, từ $f(y) = f(-z)$, suy ra $y = -z$.

Thay $z = \sqrt{1-x}$ trở lại, ta được mối liên hệ:


$$y = -\sqrt{1-x} \quad (*)$$

3. Thay thế vào phương trình (2)

Thay $(*)$ vào phương trình $(2)$:


$$2x^2 + 2x(-\sqrt{1-x})\sqrt{1+x} = -\sqrt{1-x} + 1$$

Sử dụng công thức $\sqrt{1-x}\sqrt{1+x} = \sqrt{(1-x)(1+x)} = \sqrt{1-x^2}$ (do $-1 \le x \le 1$):


$$2x^2 - 2x\sqrt{1-x^2} = 1 - \sqrt{1-x}$$

Lưu ý rằng $\sqrt{1-x} \ge 0$, và $y = -\sqrt{1-x} \le 0$, tức là $y$ không dương.

Xét vế trái của $(2)$: $2x^2 + 2xy\sqrt{1+x}$.

Từ $(*)$, ta có $y^2 = 1 - x$, hay $x = 1 - y^2$.

Thay $x = 1 - y^2$ vào $(2)$:


$$2(1 - y^2)^2 + 2(1 - y^2)y\sqrt{1 + (1 - y^2)} = y + 1$$


Đây là một phương trình rất phức tạp. Ta nên biến đổi phương trình $(2)$ một cách khác.

Quay lại phương trình:


$$2x^2 - 2x\sqrt{1-x^2} = 1 - \sqrt{1-x}$$

Ta nhận thấy vế trái có dạng bình phương thiếu. Nhân 2 vế với 2:


$$4x^2 - 4x\sqrt{1-x^2} = 2 - 2\sqrt{1-x}$$ $$2x^2 + (2x^2 - 4x\sqrt{1-x^2}) = 2 - 2\sqrt{1-x}$$

Đây không phải là một hướng đi đơn giản. Ta nên thử phương pháp lượng giác do kết quả có dạng lượng giác.

4. Phương pháp lượng giác

Đặt $x = \cos t$, với $t \in [0, \pi]$ (vì $-1 \le x \le 1$).

Từ $(*)$, ta có $y = -\sqrt{1-x}$.


$$y = -\sqrt{1 - \cos t} = -\sqrt{2\sin^2 \left(\frac{t}{2}\right)}$$


Vì $t \in [0, \pi] \implies \frac{t}{2} \in \left[0, \frac{\pi}{2}\right] \implies \sin \left(\frac{t}{2}\right) \ge 0$.

Nên $y = -\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$.

Thay $x = \cos t$ và $y = -\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$ vào phương trình $(2)$:


$$2x^2 + 2xy\sqrt{1+x} = y + 1$$ $$2\cos^2 t + 2(\cos t) \left(-\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)\right) \sqrt{1 + \cos t} = -\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right) + 1$$

Sử dụng công thức: $\sqrt{1 + \cos t} = \sqrt{2\cos^2 \left(\frac{t}{2}\right)} = \sqrt{2}\cos \left(\frac{t}{2}\right)$ (vì $\frac{t}{2} \in \left[0, \frac{\pi}{2}\right]$).

$$\begin{aligned} 2\cos^2 t + 2\cos t \left(-\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)\right) \left(\sqrt{2}\cos \left(\frac{t}{2}\right)\right) &= 1 - \sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right) \\ 2\cos^2 t - 4\cos t \left(\sin \left(\frac{t}{2}\right)\cos \left(\frac{t}{2}\right)\right) &= 1 - \sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)\end{aligned}$$

Sử dụng công thức $\sin t = 2\sin \left(\frac{t}{2}\right)\cos \left(\frac{t}{2}\right)$:


$$2\cos^2 t - 2\cos t \sin t = 1 - \sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$$ $$2\cos^2 t - \sin(2t) = 1 - \sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$$

Sử dụng công thức $\cos(2t) = 2\cos^2 t - 1$, hay $2\cos^2 t = 1 + \cos(2t)$:


$$1 + \cos(2t) - \sin(2t) = 1 - \sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$$ $$\cos(2t) - \sin(2t) = -\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$$

Sử dụng công thức $a\cos \alpha + b\sin \alpha = \sqrt{a^2 + b^2} \cos(\alpha - \phi)$:


$$\sqrt{1^2 + (-1)^2}\left[\frac{1}{\sqrt{2}}\cos(2t) - \frac{1}{\sqrt{2}}\sin(2t)\right] = -\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$$ $$\sqrt{2}\left[\cos\left(\frac{\pi}{4}\right)\cos(2t) - \sin\left(\frac{\pi}{4}\right)\sin(2t)\right] = -\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$$ $$\sqrt{2}\cos\left(2t + \frac{\pi}{4}\right) = -\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$$

Chia cả hai vế cho $\sqrt{2}$:


$$\cos\left(2t + \frac{\pi}{4}\right) = -\sin \left(\frac{t}{2}\right)$$

Sử dụng công thức $-\sin \alpha = \cos \left(\alpha + \frac{\pi}{2}\right)$:


$$\cos\left(2t + \frac{\pi}{4}\right) = \cos \left(\frac{t}{2} + \frac{\pi}{2}\right)$$

Phương trình có hai trường hợp:

Trường hợp 1:


$$2t + \frac{\pi}{4} = \frac{t}{2} + \frac{\pi}{2} + k2\pi$$ $$\frac{3t}{2} = \frac{\pi}{4} + k2\pi$$ $$t = \frac{\pi}{6} + \frac{4k\pi}{3}$$

Do $t \in [0, \pi]$, ta thay $k = 0$: $t = \frac{\pi}{6}$ (nhận)

Nếu $k = 1$: $t = \frac{\pi}{6} + \frac{4\pi}{3} = \frac{9\pi}{6} > \pi$ (loại).

Với $t = \frac{\pi}{6}$:


$$x = \cos \left(\frac{\pi}{6}\right) = \frac{\sqrt{3}}{2}$$ $$y = -\sqrt{2}\sin \left(\frac{\pi}{12}\right)$$

Giá trị này không khớp với đáp án $\left(\cos \frac{3\pi}{10}; \sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20}\right)$. Trường hợp này bị loại.

Trường hợp 2:


$$2t + \frac{\pi}{4} = -\left(\frac{t}{2} + \frac{\pi}{2}\right) + k2\pi$$ $$2t + \frac{\pi}{4} = -\frac{t}{2} - \frac{\pi}{2} + k2\pi$$ $$\frac{5t}{2} = -\frac{3\pi}{4} + k2\pi$$ $$t = -\frac{3\pi}{10} + \frac{4k\pi}{5}$$

Do $t \in [0, \pi]$, ta thử các giá trị $k$:

  • $k = 0$: $t = -\frac{3\pi}{10}$ (loại)
  • $k = 1$: $t = -\frac{3\pi}{10} + \frac{4\pi}{5} = \frac{-3\pi + 8\pi}{10} = \frac{5\pi}{10} = \frac{\pi}{2}$ (nhận)
  • $k = 2$: $t = -\frac{3\pi}{10} + \frac{8\pi}{5} = \frac{-3\pi + 16\pi}{10} = \frac{13\pi}{10} > \pi$ (loại)

Với $t = \frac{\pi}{2}$:


$$x = \cos \left(\frac{\pi}{2}\right) = 0$$ $$y = -\sqrt{1 - 0} = -1$$


Kiểm tra nghiệm $(x; y) = (0; -1)$ vào hệ ban đầu:


$$(1): 2(-1)^3 + 2(0)\sqrt{1-0} = \sqrt{1-0} - (-1) \implies -2 + 0 = 1 + 1 \implies -2 = 2 \quad \text{(Vô lí)}$$


Trường hợp này cũng bị loại.

5. Xem xét lại đáp án gợi ý

Đáp án gợi ý là: $(x; y) = \left(\cos \frac{3\pi}{10}; \sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20}\right)$.

Nếu đây là nghiệm, ta phải có $y = -\sqrt{1-x}$.

$\implies \sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20} = -\sqrt{1 - \cos \frac{3\pi}{10}}$

$\implies \sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20} = -\sqrt{2\sin^2 \frac{3\pi}{20}}$

$\implies \sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20} = -\sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20}$ (vì $\frac{3\pi}{20} \in \left[0, \frac{\pi}{2}\right] \implies \sin \frac{3\pi}{20} > 0$)

$\iff 2\sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20} = 0 \quad \text{(Vô lí vì } \sin...

8 tháng 12 2019

ĐKXĐ: \(x\ge0\)

Phương trình (1) \(\Leftrightarrow\frac{x}{\sqrt{x+1}+1}\left(\sqrt{y^2+1}+y\right)=\sqrt{x}\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}\sqrt{x}=0\\\frac{\sqrt{x}\left(\sqrt{y^2+1}+y\right)}{\left(\sqrt{x+1}+1\right)}=1\left(3\right)\end{matrix}\right.\)

\(\sqrt{x}=0\Leftrightarrow x=0\Rightarrow y=-2\)

\(\left(3\right)\Rightarrow\left(\sqrt{y^2+1}-y\right)\left(\sqrt{x+1}+1\right)=\sqrt{x}=\left(\sqrt{y^2+1}+y\right)\left(\sqrt{x+1}-1\right)\Leftrightarrow\sqrt{y^2+1}=y\sqrt{x+1}\Rightarrow y^2+1=xy^2+y^2\Leftrightarrow xy^2=1\left(4\right)\)

Với y=0 hệ vô nghiệm

Với y khác 0 thay (4) vào pt 1 được \(\left(\sqrt{\frac{1}{y^2}+1}-1\right)\left(\sqrt{y^2+1}+y\right)=\sqrt{\frac{1}{y^2}}\\ \Leftrightarrow\left(\sqrt{y^2+1}-\left|y\right|\right)\left(\sqrt{y^2+1}+y\right)=1\left(5\right)\)

Với y<0 thì (5): \(\left(\sqrt{y^2+1}+y\right)^2=1\) vô nghiệm

Ta thấy (5) đúng với mọi y

Thay (4) vào pt (2) suy ra \(y^7+2y^6+y^5-2y^2-2=0\Leftrightarrow\left(y-1\right)\left(y^6+3y^5+4y^4+4y^3+4y^2+4y+2\right)=0\)

Phương trình này có nghiệm duy nhất là y=1 trên (0,dương VC)=>x=1

Vậy hệ có hai nghiệm là (1,1) và (0,-2)

AH
Akai Haruma
Giáo viên
12 tháng 11 2017

Câu 1:

Để ý rằng \((2-\sqrt{3})(2+\sqrt{3})=1\) nên nếu đặt

\(\sqrt{2+\sqrt{3}}=a\Rightarrow \sqrt{2-\sqrt{3}}=\frac{1}{a}\)

PT đã cho tương đương với:

\(ma^x+\frac{1}{a^x}=4\)

\(\Leftrightarrow ma^{2x}-4a^x+1=0\) (*)

Để pt có hai nghiệm phân biệt \(x_1,x_2\) thì pt trên phải có dạng pt bậc 2, tức m khác 0

\(\Delta'=4-m>0\Leftrightarrow m< 4\)

Áp dụng hệ thức Viete, với $x_1,x_2$ là hai nghiệm của pt (*)

\(\left\{\begin{matrix} a^{x_1}+a^{x_2}=\frac{4}{m}\\ a^{x_1}.a^{x_2}=\frac{1}{m}\end{matrix}\right.\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} a^{x_2}(a^{x_1-x_2}+1)=\frac{4}{m}\\ a^{x_1+x_2}=\frac{1}{m}(1)\end{matrix}\right.\)

Thay \(x_1-x_2=\log_{2+\sqrt{3}}3=\log_{a^2}3\) :

\(\Rightarrow a^{x_2}(a^{\log_{a^2}3}+1)=\frac{4}{m}\)

\(\Leftrightarrow a^{x_2}(\sqrt{3}+1)=\frac{4}{m}\Rightarrow a^{x_2}=\frac{4}{m(\sqrt{3}+1)}\) (2)

\(a^{x_1}=a^{\log_{a^2}3+x_2}=a^{x_2}.a^{\log_{a^2}3}=a^{x_2}.\sqrt{3}\)

\(\Rightarrow a^{x_1}=\frac{4\sqrt{3}}{m(\sqrt{3}+1)}\) (3)

Từ \((1),(2),(3)\Rightarrow \frac{4}{m(\sqrt{3}+1)}.\frac{4\sqrt{3}}{m(\sqrt{3}+1)}=\frac{1}{m}\)

\(\Leftrightarrow \frac{16\sqrt{3}}{m^2(\sqrt{3}+1)^2}=\frac{1}{m}\)

\(\Leftrightarrow m=\frac{16\sqrt{3}}{(\sqrt{3}+1)^2}=-24+16\sqrt{3}\) (thỏa mãn)

AH
Akai Haruma
Giáo viên
12 tháng 11 2017

Câu 2:

Nếu \(1> x>0\)

\(2017^{x^3}>2017^0\Leftrightarrow 2017^{x^3}>1\)

\(0< x< 1\Rightarrow \frac{1}{x^5}>1\)

\(\Rightarrow 2017^{\frac{1}{x^5}}> 2017^1\Leftrightarrow 2017^{\frac{1}{x^5}}>2017\)

\(\Rightarrow 2017^{x^3}+2017^{\frac{1}{x^5}}> 1+2017=2018\) (đpcm)

Nếu \(x>1\)

\(2017^{x^3}> 2017^{1}\Leftrightarrow 2017^{x^3}>2017 \)

\(\frac{1}{x^5}>0\Rightarrow 2017^{\frac{1}{x^5}}>2017^0\Leftrightarrow 2017^{\frac{1}{5}}>1\)

\(\Rightarrow 2017^{x^3}+2017^{\frac{1}{x^5}}>2018\) (đpcm)