Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán BÀI TẬP LUYỆN THI OLYMPIC TOÁN HỌC TOÀN MIỀN NAM LẦN THỨ XVIII Chủ đề: PHƯƠNG TRÌNH, HỆ P
Trang 1Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
BÀI TẬP LUYỆN THI OLYMPIC TOÁN HỌC TOÀN MIỀN NAM LẦN THỨ XVIII
Chủ đề: PHƯƠNG TRÌNH, HỆ PHƯƠNG TRÌNH, BẤT PHƯƠNG TRÌNH, HỆ BẤT PHƯƠNG TRÌNH
( VĂN PHÚ QUỐC- GV TRƯỜNG ĐH QUẢNG NAM)
3
20132013
2 3 4 1
Trang 2Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
HPT đã cho tương đương với:
2
1 3
2 4 1
2os42os4
Trừ vế theo vế của phương trình thứ ba cho phương trình thứ nhất ta được:
Trang 3Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán Chứng minh rằng trong 2013 số đó có hai số a b sao cho: , 1
2012 2013
2012 2013
Trang 4Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
HD: Giả sử: x x1, 2, ,x2012 là một nghiệm của HPT trên
Đặt: M Max x x 1, 2, ,x2012 ; mMin x x 1, 2, ,x2012
Suy ra: M m0
2012 2013
2012 2013
2012 2013
Trang 5Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
20122012
2222
2 2
2 2
2 2
1212
12
Trang 6Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
12 Cho số nguyên n 3 Giải hệ phương trình:
Trang 7Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho vế trái của (*) thì ta được VT * 25
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi abcd e x1
Vậy x = 1 là nghiệm duy nhất của phương trình đã cho
04
Trang 8Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
2
a a ab
5 12 052
a a a b
1
21
3
12
22
2
1
t t
y y
t
t t
Trang 9Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
Trang 10Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
xy xy
+ Nếu x y thì phương trình thứ hai của hệ có vế trái dương, vế phải âm Điều này vô lý
+ Nếu x y thì phương trình thứ hai của hệ có vế trái âm, vế phải dương Điều này vô lý
Trang 11Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán + Nếu x y thì phương trình thứ hai của hệ thỏa mãn Thay vào phương trình thứ nhất ta được:
181
x y
118
x y
Trang 12Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
2
63
Trang 13Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
( thỏa điều kiện)
Vậy hệ phương trình đã cho có nghiệm:
28 Giải BPT: 5 3 2 3 2 2
x x x x x x x ; x HD:
Trang 14Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
Tương tự cho trường hợp y hoặc 0 z 0
+ TH2: Chia cả hai vế của các PT trong hệ cho x y z ta được: 2 2 2 0
2
2 2
2 2
Trang 15Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
30 Giải HPT:
2 2 2
222
2
212121
x y
x y
y z x z
PT thứ ba có nghiệm y z26z00z6 (2)
Từ (1), (2) và kết hợp với z 3 ta suy ra: z 0 hoặc z 3
Đáp số: Có 2 nghiệm: 1;0; 0 , 2; 3;3
Trang 16Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
3
y x
Trang 17Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
Trang 18Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
Từ x1 f x 1 x2 f x 2 suy ra: g x 1 g x 2 x và 1 x đối xứng qua 2 x 1 tức là: x1 1 m
Dấu "=" xảy ra khi x2011,y2012
37 Tìm m để bất phương trình sau vô nghiệm:
Trang 19Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
x
x x
1 0
11
Trang 20Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán Khi đó: 2010x x2 1 2010x x2 1 2012x x2 ( do 1 x 1)
Trang 21Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán Đặt xcos ; y cos , , 0;
là nghiệm duy nhất của hệ
43 Tìm m để phương trình sau có nghiệm duy nhất:
Trang 22Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
Giả sử x y0; 0 là một nghiệm của hệ phương trình đã cho Khi đó y x0; 0 , x0;y0 , y0;x0
cũng là các nghiệm của hệ Vì vậy điều kiện cần để hệ có đúng hai nghiệm là: x0 0 , x0 y0
Thay nghiệm này vào hệ phương trình trên ta được x và 0 1 m 0
Ngược lại với m 0, ta được hệ phương trình: 8
8 8
2562
Trang 23Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi 4x 4 24 x 3
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi x 3
Ta có: g x x13 f x Cả hai dấu “=” xảy ra khi x 3
Vậy f x g x xảy ra khi x 3
+ Lại áp dụng bất đẳng thức Bunhiakovsky hai lần ( có kết hợp với (1) ), ta đuợc :
Trang 24Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
+ Từ (1) và (2) ta được hệ đã cho tương đương với: 2 2
11
21
+ Nếu x 2018 thì thấy thỏa mãn PT (*)
Vậy x 2018 là nghiệm của phương trình đã cho
51 Cho a b c , , , a 0 sao cho a và 4a3b2c cùng dấu Chứng minh rằng phương trình: 2
Trang 25Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
Từ PT thứ nhất suy ra: x y z, , cùng dấu
Nếu x y z, , là nghiệm của hệ thì x; y;z cũng là nghiệm của hệ
Giả sử x y z Đặt , , 0 tan , tan , tan
x y z ; A B C, , 0;
Từ PT thứ hai ta có: AB C A, ,B C là ba góc của một tam giác
Gọi R là bán kính đường tròn ngoại tiếp ABC
PT thứ nhất tương đương với: sin sin sin
Trang 26Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
uv
uv b uv
Trang 27Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
HD:
Cộng vế theo vế của ba PT ta được: x23y23z23 0
Nếu x 2 thì từ PT thứ nhất của hệ suy ra 3
y x x yVới y 2 kết hợp với PT thứ hai ta suy ra z 2
Do đó: x23y23z230
Nếu x 2 thì từ PT thứ ba ta suy ra: 3
6z z2 x 8 00z2 Dễ dàng suy ra 0 y 2
Do đó: x23y23z230
Rõ ràng x yz là nghiệm của HPT đã cho 2
58 Cho a 1 Giải HPT sau:
13
13
Trang 28Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
60 Giải HPT:
2 2 2
z z y z
x x z x
Trang 29Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
HD:
Điều kiện: 0x y z, , 1
Giả sử: x Maxx y z, , x
z x
+ Nếu xy thì z xyyzzxxyz0 HPT vô nghiệm
+ Nếu x z y thì ta sẽ chứng minh 2 3
9
P xy yz zx x y z Thật vậy!
Tương tự cho các trường hợp yMaxx y z, , ; zMaxx y z, ,
63 Tìm tất cả các bộ ba x y z; ; nguyên dương sao cho
20122012
m n ; m n ; 1Suy ra: xnymynzm 2012
Trang 30Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán HPT thành:
Cộng vế theo vế của ba PT trong hệ ta được: a3 14b2116b392
Nhân vế theo vế của ba PT trong hệ ta được: 3
Ta thấy x y hoặc y z hoặc x không là nghiệm của hệ đã cho z
Nhân PT thứ nhất, thứ hai, thứ ba của HPT đã cho lần lượt với xy ; yz ; x ta thu được: z
z vào PT này và biến đổi ta thu được y 2x; z 3x
66 Tìm bộ ba số thực x y z; ; phân biệt thỏa mãn:
Trang 31Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
Trang 32Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
000
Làm tương tự như trên, cuối cùng ta thu được: x1x2 x100 0
Trang 33Bài tập luyện thi Olympic Toán học toàn miền Nam lần thứ XVIII - Dành cho HS lớp 10 chuyên Toán
x x y Nhưng y y là các số nguyên dương và là số chẵn nên 1; 5 y 1 2 ; y 5 2 suy ra: x1x3499 ;
Đối với n lẻ ta có: x1x2 x n Thử lại thấy đúng 1
Đối với n chẵn, tương tự như trên ta được: x1 x3 x n1 ; x2 x4 x n
Từ PT đầu tiên ta có: 2
1
1
x x