SKKN Giải phương trình vô tỷ bằng kiền thức trong chương trình lớp 10

SKKN Giải phương trình vô tỷ bằng kiền thức trong chương trình lớp 10 PHẦN I LỜI NÓI ĐẦU Phương trình là một nội dung quan trọng trong chương trình Toán phổ thông Giải phương trình là bài toán có nhiề[.]

PHẦN I : LỜI NĨI ĐẦU Phương trình nội dung quan trọng chương trình Tốn phổ thơng Giải phương trình tốn có nhiều dạng cách giải linh hoạt, đặc biệt phương trình vô tỷ Trong năm học trước năm học phương trình vơ tỷ xuất đề thi Đai Học Cao Đẳng nội dung nằm chương trình lớp 10 Nhưng từ kì thi THPT quốc gia năm 2019 nội dung chắn có nội dung thi Vì việc trang bị cho em kiến thức liên quan đến phương trình vơ tỷ kèm theo kiến thức giải chúng từ lớp 10 cần thiết quan trọng Việc giải phương trình vơ tỷ thường gây nhiều khó khăn cho học sinh nhiều học sinh chọn phương án bỏ giải toán hỗ trợ kiến thức lớp 12 máy tính Tuy nhiên chương trình lớp 10 có số cơng cụ giải hiệu tốn Trên sở kiến thức biết kinh nghiệm tích lũy sau nhiều năm giảng dạy tơi xin trình bày nội dung đề tài “ Giải phương trình vơ tỷ kiền thức chương trình lớp 10’’ Với phương pháp có ví dụ minh họa tập áp dụng giúp học sinh thực hành giải toán nắm cốt lõi phương pháp Qua giúp em có nhìn đầy đủ hơn, tự tin dạng Toán rèn luyện kỹ kỹ xảo , phát triển tư chuẩn bị tốt cho kì thi SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 PHẦN II: NỘI DUNG A PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VƠ TỶ Khử phương pháp nâng lên lũy thừa, đặt ẩn phụ, lượng giác , hình học Ngồi dùng phương pháp đánh giá, phương pháp hàm số số toán đặc biệt B MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VƠ TỶ I PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG Là phương pháp sử dụng phép biến đổi tương đương để biến đổi phương trình phương trình biết cách giải Một số phép biến đổi tương đương : Cộng, trừ vào hai vế phương trình với biểu thức mà không thay đổi tập nghiệm phương trình Nhân, chia hai vế phương trình với biểu thức khác không mà không làm thay đổi tập nghiệm phương trình Lũy thừa bậc lẻ hai vế, khai bậc lẻ hai vế phương trình Lũy thừa bậc chẵn hai vế., khai bậc chẵn hai vế hai vế phương trình khơng âm Chú ý phương pháp sau: * Bình phương hai vế khơng âm * Phân tích thành nhân tử * Nhân hai vế với lượng liên hợp khác không 1.Các dạng  g x   f x   g x     f x   g x   f x   hoac g x   * f x   g x     f x   g x  * SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 *   f x    f x   g x   h x    g x     f x   g x     f x    Hoặc điều kiện  g x   pt   h x   Ví dụ 1: Giải phương trình:  f x   g x    h x    h x  2 x   3x  Giải: 1     x 3 x   x   3 pt      x0    x   x    9 x  x   x  hoac x=    Ví dụ 2: Giải phương trình: x    x   2x Giải: đk: 4  x  Khi pt tương đương với: x    2x   x  x    2x   1  x 1  x  2 x   1  x 1  x   x     1  x 1  x   2 x  1 1  1   x  x   2    x0  2 x  x   x  hoac x=    Đối chiếu đk suy pt có nghiệm x=0 Vi dụ 3: Tìm m để pt x  mx   x  có hai nghiệm phân biệt  x  1 Giải: pt    x  m   x   * SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 Phương trình ban đầu có hai nghiệm phân biệt phương trình (*) có hai nghiệm phân biệt lớn -1 Ta thấy pt (*) ln có hai nghiệm phân biệt  m  m  4m   m  m  4m  x1   0; x   2 Bài tốn thõa mãn pt (*) có hai nghiệm phân biệt lớn - m   x2  1   m  m  4m    m2 2     m m m    Ví dụ 4: Giải phương trình: x x  1  x x    x Giải: ĐK: x  0 1;    ; 2 *   Pt  x  x  x x  1x    x  x x  x   x 2 x  1    x x  x   x 2 x  1 ( đk (*)) x   x 8 x      ( thỏa mãn đk (*)) x   Vậy pt có hai nghiệm Ở ví dụ trên, lưu ý cho học sinh điểm sau: 1) Bài tốn cịn có cách giải sau: * x = nghiệm phương trình x   pt  x   x   x  x2  x   x  *  x  x   x  x   x  tm  * x  2  pt   x 1  x    x  x     x  x    x   x    x  x  x   2 x   x  loai  SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 Vậy pt có hai nghiệm x  0; x= 2) Khi biến đổi , học sinh thường mắc sai lầm cho Đẳng thức a, b  Nếu a, b  ab  a b ab  a b Chú ý: Một số phương trình giải theo cách thơng thường phức tạp, ta nên tăng cường phát mối quan hệ biểu thức phương trình, đơi sử dụng phép biến đổi hệ Ví dụ 5: Giải phương trình: x   3x   x  x  Đk: x  Bình phương hai vế khơng âm ta phương trình 1 x  33x  1  x  x 2 x  1 Giải phương trình khơng khó phức tạp Sẽ đơn giản ta đưa 3x   x   x  x  : Bình phương hai vế ta phương trình hệ quả: x  x   x  12 x  x  1   x  Thử lại , x=1 thõa mãn phương trình Vậy nghiệm pt x = Nhận xét: Nếu pt: f x   g x   h x   k x  mà có: f x   h x   g x   k x  Thì biến đổi pt dạng f x   h x   k x   g x  sau bình phương hai vế giải phương trình hệ thử lại nghiệm Vi dụ 6: Giải phương trinh: x3   x   x2  x   x  x3 Đk: x  1 Bình phương hai vế phương trình? Nếu chuyển vế chuyển ? SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 x3  x   x  x  x  Suy cách giải x3 Ta có nhận xét sau: pt  x3   x   x2  x   x  x3 Bình phương hai vế ta pt hệ quả: x 1  x3   x2  x   x2  x     x3  x   Thử lại ta có x   nghiệm pt Nhận xét: Nếu pt f x   g x   h x   k x  Mà có f(x)h(x) = g(x)k(x) ta biến đổi pt dạng f x   h x   k x   g x  sau bình phương hai vế giải pt hệ thử lại nghiệm Bài tập áp dụng: a c x  x2   x  x  x  11  x  x  11  e Tìm m để phương trình x    x  2x  b d x   x   2x  x  x  m  x  có nghiệm Trục thức: 2.1 Trục thức để xuất nhân tử chung: Cơ sở phương pháp là: Một số phương trình vơ tỉ ta nhẩm nghiệm x0 Như pt ln phân tích thành dạng tích x  x0  A x   ta giải pt A(x) = chứng minh A(x) = vô nghiệm dựa vào điều kiện ẩn Ví dụ 1: Giải phương trình:  x   x =1 + x đk: 3  x  SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 pt  4 1  x    x  1   x  2 x    x 1 x 1  x 1 3 x      1  x    1   x  tm  3 x     x 1  Ví dụ 2: Giải pt:  3x  x   x   x  x   x  3x  Đk: x   hoac x  1   Pt  x  x   x  x   x   x  x   2 x     3x  x   x  x   x   x   x  3x    x     2  x   x  3x  3x  x   x  x    x  tm   Do x   x  3x  2     3x  x   x  x  2  0     vơ nghiệm VT > với x thuộc tập xác định toán Vậy x = nghiệm pt Bài tập áp dụng: Giải pt sau: x3 a x   3x   c x  12   x  x    b  x   x  x  d x   x  x3  2.2 Đưa ‘’hệ tạm’’: Nếu phương trình vơ tỷ có dạng A  B  C mà A - B = kC, C số biểu thức x Ta giải sau: SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 A B  C  A  B  k , ta có hệ: A B  A  B  C 2 A C k   A  B  k Ví dụ 1: Giải phương trình: x2  x   x2  x   x    Ta thấy: x  x   x  x   x  t Pt có nghiệm x    x  4 X = - không nghiệm phương trình Với x > - trục thức ta có: 2x  x2  x   x2  x   x   x2  x   x2  x   x   x  x   x  x   2   2x  x   x    x  2  x  x   x  x   x   Thử lại hai giá trị thỏa mãn.Vậy pt có hai nghiệm Bài tâp áp dụng: Giải phương trình sau: a x  x   x  x   3x b x  16 x  18  x   x  Phương trình biến đổi tích: Một số pt phân tích thành nhân tử Chú ý: u+v=1+uv (u-1)(v-1)=0 Biến đổi pt dạng A2  B ; A k  B k Ví du 1:Giải phương trình: x   x  x  Đk: x  3 pt    x  1tm   x    3x x    9x     5  97 x   x    3 x tm   18  2 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 Ví dụ 2: Giải phương trình: x  x   Đk: x  7      pt  x  x    x  x    x  x  x  x      29  x   x x  Vậy pt cho có hai nghiệm    x x      x  Ví dụ 3: Giải phương trình: Đk: x  1 , pt  x   x x   x  x2  x  x  3x  1 x   2x x   2x   x   x  x   1 x   x  tm  x   2x   x   4x Hoặc x    x    x  tm  Bài tập áp dụng: Giải phương trình sau: Hoặc a x3 4x 4 x x3 b c  3 x x    x  3 x x   3xx 3x d x  x   II PHƯƠNG PHÁP ĐẶT ẨN PHỤ Phương pháp đặt ẩn phụ thông thường đưa pt biết cách giải Đối với nhiều pt vô tỷ, ta đặt t = f(x) ý điều kiện t Nếu pt ban đầu trở thành pt chứa biến t việc đặt ẩn phụ xem hồn tồn Ví dụ 1.Giải phương trình: x  x2   x  x2   Đk: x  Nhận xét: x  x2  x  x2   SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 Đặt t= x  x  1, t  , pt trở thành t    t  2t    t  t  x  x    x   x   x   x  tm  Vậy phương trình có nghiệm x = Ví dụ 2: Giải phương trình: x   x   3x  2 x  3x  1  16 Cách HD: Đk x  Đặt a= x   x  1; a   a  x  2 x  3x  1  Pt thành: a  a  20  a   x   x   Đặt a  x  3; b= x  1, a, b    …=>a + b = =>x… Cách Ví dụ 4: Giải phương trình: x   x   Đk: x  Đặt a  x   x  a   pt thành a  a    a  a    a  a      x     x   1  x    x  a  a  a  a     a   a   a   a  1  2 x  11  17  x  x  11x  26  tm  Chú ý: GV hướng dẫn cho HS cách khác Ví dụ 5:Tìm m để pt sau có nghiệm 3 x  6 x m HD: Đặt  t2   3  x 6  x  t=  x   x 3  x 6  x  * Áp dụng BĐT Côsi ta có: 3  x 6  x   , kết hợp với (*) 10 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 t2    t   pt thành t  m   t  2t   2m 1 Pt cho có nghiệm  1 có nghiệm t  3;3  Xét hàm số f t   t  2t  với t  3;3  , ta thấy f(t) hàm đồng biến đoạn    f 3  f t   f  6  f t     6  2m    6   9  m  Vậy m   ;3 giá trị cần tìm 2   Lưu ý cho hs qua vd trên: Nếu hàm số xác định D có tập giá trị Y pt có nghiệm D  m  Y Bài tập áp dụng: Giải phương trình sau: a x  x  11  31 b x  21x  18  x  x   c 3x   x   x   3x  x  d x  3x   2 x  x    e x  x   x  f Tìm m để pt sau có nghiệm x  x  2m  x  x  m Nhận xét:Đối với cách đặt ẩn phụ ta giải lớp toán đơn giản, số ẩn lại khó Đặt ẩn phụ đưa pt đẳng cấp bậc hai hai biến: Chúng ta biết cách giải pt: aX  bXY  cY  1 Ví dụ 1: Giải phương trình: Giải: Đk: x  x   x   34 x2  x  11 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 a  x  3, a  Đặt  pt thành b  x  b  a  b a  3ab  2b     a  2b  x  tm   2x   x  2 x   x     35 4 loai   x   16 x    x   x   x   14 Vậy pt có nghiệm x = Ngoài số pt dạng sau đưa pt (1): aA x   bB x   c A x B x  u  v  mu  nv 2.1 Phương trình dạng : aA x   bB x   c A x B x  Với phương trình Q(x) = kP(x) giải phương pháp  P x   A x B x   Q x   aA x   bB x  Chú ý:     x  x  1x x3   x  1 x  x  x4  x2    x 1   x4   x2  x  x2  x    Ví dụ:Giải phương trình: x   x3  Đk x  1 Đặt u  x  1, v= x  x  1, u  0, v   u  v2 pt thành  x   x2  x   u  2v  37   5uv   x  u  v x   x  x    2  12 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 Vậy pt có hai nghiệm 2.2 Phương trình dạng : au  v  mu  nv Ví dụ 1: Giải phương trình: x  x   x  x  Đk: x  x  1 Đặt u  x , v  x  1, u  0, v  Khi pt thành u  3v  u  v  u  3v  2 v   u  v    x    x  1tm  3 v  u loai   2 Ví dụ 2: Giải phương trình: Đk: … x  20 x   x  x  Đặt a  x , b  x   b  16a  2b  a Bài tập áp dụng: a x  x  x   3x  x  b x  x    x  x2   c 10 x3   x  x   Phương pháp đặt ẩn phụ khơng hồn tồn Phương pháp: Một số phương trình đặt ẩn đưa phương trình phức tạp phương trình ban đầu Vì ta khơng đưa hồn tồn ẩn mà có số biểu thức ẩn cũ giữ lại Đặt t  f x , t  ; pt cho trở thành: t  t.Q x   P x   Sau giải t theo x thay vào pt f x   t đưa kết luận Ví dụ 1: Giải phương trình: x  1 x  x   x  13 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vụ t chng trỡnh lp 10 Đặt t x  x  3, t   x  t  x   x  1t  x   x  1t  t  x   t  x   x  x   x    t  x  1t  x  1       x2  x   t    x   Bài tâp áp dụnga x  3 10  x  x  x  12 b x  x   c x    3x   x Đặt ẩn phụ đưa hệ 4.1 Đặt ẩn phụ đưa hệ thông thường hệ đối xứng loại 1, hệ biết cách giải   Ví dụ 1: Giải phương trình: x 35  x3 x  35  x3  30  x3  y  35 Đặt y  35  x  x  y  35    xy x  y   30 3 3 Giải hệ x; y   2;3; x; y   3;2  Vậy nghiệm pt x = 2; x = Ví dụ 2: Giải phương trình:  x 1 x 1 Đk: x  a  x  a  x  a   b Đặt    3 a b   b x   b x      Giải hệ tìm a, b suy x Ví dụ 3: Giải phương trình: x   x   Đk: x  14 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 a  b  1 Đặt a  x  1; b   x  1; a  0; b    b  a  2  Hệ biết cách giải GV gọi HS làm Bài tâp áp dụng: Giải phương trình sau:  x   x 1 a b 2  x 3  x  x  17  x  c x+ x  x  x    x 4.2 Đưa hệ đối xứng loại 2: Dạng 1: x n  b  a n ax  b  x n  b  ay Cách giải: Đặt y  ax  b ta có hệ đối xứng loại  n  y  b  ax n Ví dụ: Giải phương trình: x3   x   x3   y Đặt y  x     y   x Giải hệ ta x = y = x  y  Vậy pt có ba nghiệm x  1; x  1  1  Dạng 2: x  a  a  x  x  a  y Cách giải: Đặt y  a  x Ta có hệ đối xứng loại 2:   y  a  x Ví dụ: Giải phương trình: x  2007  2007  x Đk: x   x  2007  y Đặt y  2007  x    y  2007  x 15 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 Giải hệ ta suy x  8030  8029 tm  Dạng 3: Chọn ẩn phụ từ viêc làm ngược Ví dụ: Giải phương trình: x  x  2 x  Đk x  Đặt 2 x   ay  b , Chọn a, b để hệ  x  x  ay  b  x  12  2ay  2b  1 hệ đối xứng loai   2 ay  b  x  ay  b  x       Suy a = 1, b = -1  x  x   y  1 Giải hệ ta x  y     y  y  x  1 Vậy nghiệm pt x   Bài tập áp dụng: Giải phương trình: a x  x   x  b x  x   x  Dạng 4: ax  b  c dx  e   x  ; ax  b  c dx  e   x   Cách giải: Đặt dy  e  n ax  b ; n = 2, 3,…chon d, e đưa hệ đối xứng loai 4x   x2  x 28 Ví dụ: Giải phương trình: Giai : đk: x  9 4x  1 4x   1     x    Đặt y   Pt  y  28 2 28    16 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10   1 7  x    y  2   Ta có hệ:  1   y   x      2  Giải hệ suy nghiệm pt cho là: x  6  8  46 ; x= 14 14 Bài tâp áp dung: Giải phương trình: x  x   x  4.3 Đặt ẩn phu đưa hệ gần đối xứng Ví dụ: Giải phương trình: x   13 x  x   Nếu biến đổi pt trước thì: Ta chọn ,  cho y    x  sau đưa hệ giải Ta giải sau: Đk: x   Đặt 3  x    2 y  3,  y   Ta thu hệ sau: 2  2 x  32  y  x   x  y 2 x  y     2 y  3  x  Với x  y  x  15  97 Với x  y    x  11  73 Vậy pt có hai nghiệm Chú ý: Phương trình viết sau: 2 x  3   x   x  Ta đặt x   2 y  ,nếu đặt y   x  khơng thu hệ mong muốn., ta thấy dấu  dấu với trước Bài tập áp dụng: 17 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 a x   x3  x  b x   x  3x   4.4 Chia đặt ẩn phụ Một số toán sau chia đưa ẩn Ví dụ : Giải phương trình: x  x   x  x   3x Nhận xét: VT> x  ¡ Nếu x  pt vô nghiệm Chia hai vế cho x ta x2  x   x2 x2  x  1 1      1  x x x x x Đặt a  ; a>0   a  a   a  a   x  a  a2    a  a2   a  a2    a  a2   a  a2 a  a   1 a  a   a    7  a  a a      Vì a > nên a = => x = Thử lại ta thấy x = thỏa mãn Vậy pt có nghiệm x = Bài tập áp dụng: Giải phương trình sau a x  x x   3x  x b x   x  x   x c.Tìm m để pt sau có nghiệm x   x   3m x  18 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 III PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ  f x   f x   g x      g x   Dùng đẳng thức: Dùng bất đẳng thức :  f x   m , x  D   g x   m Chứng minh :  f x   m Khi pt f(x) = g(x) với x  D   ,xD  g x   m Ví dụ 1: Giải phương trình: x    x  x  x  11 HD: đk:  x   x2  4x   1 2  12 x    x    x2  4x 2 x  x  11  x  3   2  x    x  Pt tương đương với:   x  tm   x  x  11  Vậy pt có nghiệm x = Ví dụ 2: Giải phương trình: HD: đk: Pt   x2   1    x    x x2   x2  2    1  x2  x       x x  Theo bđt BunhiaCopsky ta có:   x  x   1  2  x Tương tự 2 2   x2    x2  x    x2  x   1     VT   pt     x  1 x x  2  2 x x  19 SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 Bài tập áp dụng: Giải phương trình sau3 x  x   x  10 x  14   x  x a b x  1 x  x  1 x   IV PHƯƠNG PHÁP VEC TƠ Phương pháp: Sử dụng bất đẳng thức vec tơ xét trường hợp xảy dấu r v v r r v * a  b  a  b Dấu xảy a hướng với b r r r r r r * a  b  a  b Dấu xảy a ngược hướng với b * rr r r r r a.b  a b Dấu xảy a hướng với b Ví dụ 1: Giải phương trình: x  x   x  12 x  13  13 HD giải: Pt tương đương với 2 x  12   2 x  32   13 r r r r Trong mp Oxy chọn a 2 x  1;1 ; b 3  x;2   a  b  2;3 r r r r r r Khi phương trình thành a  b  a  b  a; b hướng hay tồn r r số k dương cho b  k a 3  x  k 2 x  1  x    Vậy nghiệm pt x  2  k k  Ví dụ 2: Giải phương trình: x3  18 x  36 x  x3   x HD: đk: …  x   Trong mp Oxy chọn  r r r r a x3  18 x ; 36 x  x3 ; b 1;1  a b  18 x  x rr rr a.b  VT  a.b   x rr r r Từ pt ta có: 9+x  a.b  a b  x  x  3   x  20 SangKienKinhNghiem.net ...Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 PHẦN II: NỘI DUNG A PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VƠ TỶ Khử phương pháp nâng lên lũy thừa, đặt... Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 Bài tập áp dụng: Giải phương trình sau3 x  x   x  10 x  14   x  x a b x  1 x  x  1 x   IV PHƯƠNG PHÁP VEC TƠ Phương. .. ‘’hệ tạm’’: Nếu phương trình vơ tỷ có dạng A  B  C mà A - B = kC, C số biểu thức x Ta giải sau: SangKienKinhNghiem.net Một số phương pháp giải phương trình vơ tỷ chương trình lớp 10 A B  C 