Tuy nhiên chúng ta không thể ghi kết quả nghiệm xấp xỉ vào bài làm, hơn nữa đây là nghiệm không thỏa mãn điều kiện, vì vậy ta cần khai thác triệt để các điều kiện đồng thời tiến hành khả[r]
(1)(2)I BÀI TẬP VÍ DỤ
Ví dụ 1: Giải phương trình: log 35 x 1 log0,2 2 x2 2 xlog 5 2 x
x x2 x x
5 5
log 1 log 2 2 log 2
Sau sử dụng: logablogacloga bc ab ac a b c
log log log
đưa toán
về dạng hơn: x x
x2 x
3
3
3 2
Để giải phương trình trên, ta đưa dạng:
f x h x
f x g x h x
f2 x g x h x2
Bài giải:
Điều kiện xác định:
x
x x
x x
x
2
3
1
3 2
3
3
3
Ta có phương trình: log 35 x 1 log0,2 2 x2 2 xlog 5 2 x
x 1 x x x
2
1
2 2
5 5
5
log log 2 log
x x2 x x
5 5
log log 2 log
x
x
x x
5 2
3
log log
3 2
x
x
x2 x
3
3
3 2
Phân tích:
(3)
x x x2 x2 x x x2 x2 x
3 3 2 3 2 10
Bình phương hai vế: 3 2 x23 2 x2 2x210x72 ( Đặt điều kiện: 3 2 x2x210x70 * )
Phương trình tương đương với: 12x464x3134x2104x22 0 x 12 x3 52x2 82x 22
x1 3 x1 4 x216x220
x TM
x L x
x2 x VN
1
3 1
4 16 22
Kết luận: Vậy phương trình có nghiệm nhất: x 1. Bình luận:
Bài tốn khơng khó khăn để khử hàm số logarit để đưa phương trình vơ tỷ dạng: f x g x h x Tuy nhiên cần phải nhớ cách chia đa thức sử
Với phương trình từ bậc thấp đến bậc cao, tổng hệ số phương trình đó ln ln có nghiệm x 1
Với phương trình từ bậc thấp đến bậc cao, tổng hệ số bậc chẵn tổng hệ số bậc lẻ phương trình ln ln có nghiệm x 1
dụng sơ đồ Horner để giảm bậc phương trình sau bình phương, cần ý đặc biệt điều kiện bình phương hai vế
(4)Ví dụ 2: Giải phương trình: 1 log 2xlog2 2x 1 1 log 34 x 10x24 Bài giải:
Điều kiện xác định:
x x
x
x x
x
0
2 1 241
3 10 24
10 24
Ta có phương trình: log 2xlog2 2x 1 1 log 34 x 10x24
x x x x
2 2 2
log log log 1 log 10 24
x x x x
2 2
log log 1 log 10 24
x x x x
2
log log 1 10 24
2x 2x 1 1 3x 10x24
2x 1 2x 1 2x 1 3x 10x 24
2x 1 3x 10x24(Do:
x x
2 1 0)
x x x
2 1 10 24
Bình phương hai vế ta được:
x x x x x x x x x
2 1 10 24 10 24 10 24 10 24
Tiếp tục bình phương hai vế ta được: x210x24 2 x 10x244 3 x 10x24
x2 2x 24 2x 10x 24
Tiếp tục tục bình phương hai vế ta có phương trình
x2 2x 242 2x 4 2 10x 24
x4 44x3 116x2 128x 192 x x3 40x2 44x 48
x
x3 x2 x
4
40 44 48 0(*)
(5)Giải phương trình (*): Ta có điều kiện sau:
x
x x x
x2 x
0 5 241
3 10 24 2.(1)
9
9 10 24
Lại có: 10x24 x 3x 10x24 0 10x24 x x 12.(2)
Từ (1) (2) x 2;12 Vậy: Ta chứng minh x340x244x48 0 vô nghiệm cách lập bảng biến thiên Xét hàm số: f x x340x244x48 với x2;12 ta có:
f x' 3x280x44 0, x 2;12 Lập bảng biến thiên:
x 12
f x'
f x
288
4608
Từ bảng biến thiên ta thấy f x nhỏ với x2;12 Vậy phương trình (*) vô nghiệm khoảng 2;12
Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm : x 4. Bình luận:
Bài tốn có hai vấn đề khó khăn chính:
Thứ việc phân tích 2x 2x 1 1 2x 1 1 Đây kỹ thuật liên hợp ngược giải toán phương trình vơ tỷ
(6)Ví dụ 3: Giải phương trình: 9x 1 x 3 x2 x
3
log log 1 log 1 1
Phân tích:
Bài tốn khơng q khó khăn để khử logarit thu phương trình:
x 1 x x2 x 1
Điều kiện xác định:
x
x x
x2 x
0
1 0
2 1
Ta có phương trình: 9x 1 x 3 x2 x
3
log log 1 log 1 1
x x x x
2
2
3
log log log 1
x x x2 x
3 3
log log log 1
x x x2 x
3 3
log log log 1
x x x2 x
3
log log 1
x x x2 x 1
x x 1 2x2 x 1
Bình phương hai vế ta được:
x 12 2x 1 x 2x2 2x
x2 x 2x1 x0
Đến , ta bình phương hai vế để thực việc khử thức đưa phương trình vơ tỷ dạng
(7)
x2 2x x x x x x
x x0
x
x x
x2 x
1 3 5
1
2
3
Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm nhất: x
Cách 2: Nâng lũy thừa hoàn toàn:
Điều kiện xác định:
x
x x
x2 x
0
1 0
2 1
Ta có phương trình: 9x 1 x 3 x2 x
3
log log 1 log 1 1
x x x x
2
2
3
log log log 1
x x x2 x
3 3
log log log 1
x x x2 x
3 3
log log log 1
x x x2 x
3
log log 1
x x x2 x 1
x x 1 2x2 x 1
Bình phương hai vế ta được:
x 12 2x 1 x 2x2 2x
x2 x 2x1 x0
x2 x x x
Do vế khơng âm, bình phương vế, ta phương trình
x2 x 12 1 x x2
(8)
x L
x
x TM
3
3
2 .
2
3
2
Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm nhất: x
Cách 3: Nâng lũy thừa hoàn toàn kết hợp với ẩn phụ:
Điều kiện xác định:
x
x x
x2 x
0
1 0
2 1
Ta có phương trình: 9x 1 x 3 x2 x
3
log log 1 log 1 1
x x x x
2
2
3
log log log 1
x x x2 x
3 3
log log log 1
x x x2 x
3 3
log log log 1
x x x2 x
3
log log 1
x x x2 x 1
x x 1 2x2 x 1
Bình phương hai vế ta được:
x 12 2x 1 x 2x2 2x
x2 x 2x1 x0
x2 x x x
Do vế khơng âm, bình phương vế, ta phương trình
x2 x 12 1 x x2
(9)Trường hợp 1: x 0 khơng thỏa mãn phương trình
Trường hợp 1: x 0 , chia vế phương trình cho x2,ta phương trình:
x x
x x
2
2
6
6 11
x x
x x
2
1
6 11
Đặt: t x x
1
t x t x
x x
2 2
2
1
2
, thay vào phương trình trên, ta có:
t2 2 6t 11 0 t2 6t t 0 t x x
1
x2 3x x2 3x
x L
x
x TM
3
3
2 .
2
3
2
Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm nhất: x
ax4bx3cx2dx e 0 e d
a b
2
0
, ta giải tốn theo hướng chia hai
vế cho x2 (Chú ý cần xét x0,x0) Ví dụ 4: Giải bất phương trình:
x x x x x
x x x x x
2
3 3
2
24 12 24
log log log
24 12 24
Phân tích:
Bài tốn có hình thức cồng kềnh hàm số logarit, khơng q khó khăn để khử hàm số logarit để đưa bất phương trình sau:
Bình luận:
(10)x x x x x
x x x x x
2
24 27 12 24
8
24 12 24
Khi gặp bất phương trình hay phương trình cồng kềnh trên, ta cần phải có quan sát khơng nên biến đổi chưa có quan sát Nhận thấy rằng:
x x2 x x x
12 24 24
2
12 x x2 24x 1 x 24 x2
2
Nếu quan sát điều này, toán coi giải cách gọn nhẹ Bài giải:
Điều kiện xác định: x 0.
Ta có bất phương trình: x x x x x
x x x x x
2
3 3 2
24 12 24
log log log
24 12 24
x x x x x
x x x x x
2
3 3 2
24 12 24
log log 27 log log
24 12 24
x x x x x
x x x x x
2
3 3 2
24 27 12 24
log log log
8
24 12 24
x x x x x
x x x x x
2
3 2
24 27 12 24
log log
8
24 12 24
x x x x x x x x
x x x x x x x x
2
24 27 12 24 27 24 2 24
8
24 12 24 24 2 24
x x
x x x x x x
x x x x x x x x
2
3
24
24 27 24 27 24
8
24 24 24 24
Do vế không âm, nhân chéo vế, ta có: 2 x24 x 3 x24 x
x 24 x
(11)Kết hợp điều kiện xác định, suy 0 x
Kết luận: Vậy tập nghiệm bất phương trình: S 0;1 Bình luận:
Với tốn q cồng kềnh mặt hình thức đa số rút gọn tạo thành từ đẳng thức Chúng ta cần phải có quan sát kĩ lưỡng trước bước biến đổi tốn trở lên đơn giản
Ví dụ 5: Giải phương trình:
x x 2 2 4 x2 x x x x 2017
2
3
1 log 2log log 2 log 2017.log
2
Bài giải: Điều kiện xác định:
2
x , 3x26x 2 2x 2x 1 x
Ta có: log logab bclogaclog 2017.log2 20172 log 2017.log 2 20172 log 2 2
Ta biến đổi phương trình trở thành: x x 2 x2 x x x x
2
log 1 log 6 2 2 1
x 2x 12 3x2 6x 2 2x 2x 1 x
x2 x 3x26x
Bình phương hai vế ta được:
x4 2x34x 1 x1x33x2 3x 1 0 *
Ta chứng tỏ phương trình x33x23x 1 0
vơ nghiệm Thật vậy, ta có hai cách xử lý sau:
Cách 1: Sử dụng phương pháp lập bảng biến thiên hàm số: Xét hàm số: f x x33x23x1 với
1 ;
x ta có:
f x' 3x + x2 0, x 1;
(12)Ta có bảng biến thiên sau:
x
2
f x'
f x
11
Ta thấy phương trình x33x23x 1 vô nghiệm với
1 ;
x
Như * x (Thỏa mãn điều kiện xác định) Cách 2: Sử dụng đẳng thức bậc 3:
Ta có: x33x23x 1 0 x3 3x2 3x
x1 2 x 1 32 x 2 (Không thỏa mãn điều kiện xác định)
Như * x (Thỏa mãn điều kiện xác định) Kết luận: Phương trình có nghiệm x 1
Bình luận:
(13)II BÀI TẬP ÁP DỤNG:
Bài toán 1: Giải phương trình sau tập số thực:
x x x x2
2 4
log 1 log 8 log
Bài tốn 2: Giải phương trình sau tập số thực:
x3 x 2 x x2 x
8 4
log log 1 3 log 2 log 1
Bài tốn 3: Giải phương trình sau tập số thực:
x2 x x x2 x
0,25
1 log 2 log 2 4
Bài toán 4: Giải phương trình sau tập số thực:
x2 x x x
9
1
log log
2
Bài toán 5: Giải bất phương trình sau tập số thực:
x x x x2 x
4 0,25
log 1 log 1 log 3 4
Bài toán 6: Giải bất phương trình sau tập số thực:
x2 x x x3 x2 x
2
3
log log log 14 12
2
Bài toán 7: Giải phương trình sau tập số thực:
x x2 x x x
3 27
log 1 log 2 1 log 7 8
Bài tốn 8: Giải phương trình sau tập số thực:
x x x2 x x2 x
ln ln 2 ln
2
Bài tốn 9: Giải phương trình sau tập số thực:
x2 x x x2 x x2
2 2
log 16 19 1 log 2 log 16 18 1
(14) x2 x2 x x2
1
3
1 log 7 4 log 3
Bài toán 11: Giải phương trình sau tập số thực:
x x x3 x2 x x2 x
2 0,25
1 log 1 log 1 log 6 3 log 2
Bài toán 12: Giải phương trình sau tập số thực:
x x x
x x
x x x x x
2
3 2
3
8
log log log
2 2 12
IV HƯỚNG DẪN GIẢI:
Bài 1: Giải phương trình: log2 x 1 1 log4x x8log4 x2 Điều kiện xác định: x x 8 0.Ta có phương trình tương đương với:
x x x x2
2 2
log 1 log 8log x 1 1 x x 8 x
Vì x x 8 0 đó:
x 1 1 x x 8 x x 1 1 x 1 1 x x 8 x1 Do vế khơng âm, bình phương vế , ta phương trình:
x 1 x 8 x x 8 x x 8 x x8 Do vế khơng âm, bình phương vế lần , ta phương trình:
x 8 4x4 x8 4 x 8 3x8
x
x x
3
16 8
(15)x
x2 x
8
9 64 64
x
x L
x
x TM
8
8
8
8
Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm nhất: x 8.
Bài 2: Giải phương trình: log8 x3 log4x12 3 log2x 2 log4x2 x 1 Điều kiện xác định: x 0.
Ta có phương trình: 3 x x x x 2x x
3 2
2
2 2
log log 2 4 log 2 log 1 x x2 x x x2 x
2 2
log log log log
x x2 x x x2 x
2
log log
x x22x 4 x2 x2 x
Do vế khơng âm, bình phương vế ta phương trình:
x x2 22x4 x2 x2 x 5x35x28x 4 x 5 x2 5x 2
x
x
x2 x VN
2
2
5
Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm nhất: x 2.
Bài 3: Giải phương trình: 1 log 0,25x2 x 2 log2x 2 2x24x Đặt điều kiện xác định: 2x24x 2 x
Phương trình cho tương đương với: 2x x x x x
2
2
(16) x x x
x x x x x
x x
2
2
2 2 2
2
1 log 2 log log log
2
x x x
x x x x x
x x
2
2
2
2
2 2 2
2
Bình phương hai vế ta được: 4x2 x 2x24x 4 2x24x2x2 2x24x
x24x 4 x2 2x24x
x TM
x x x x
x x x
2 2
2
2
2 2
2 2 *
Ta có (*) tương đương với:
x
x x2 x
2
2 4
x
x2 x
2
7 20
(Vô nghiệm)
Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm nhất: x 2.
Bài 4: Giải phương trình: 1 log 29 x2 x 1 log 23 x x 1
2
Điều kiện xác định: x2 x 1 Ta có phương trình trở thành:
x x x x
2
2
3 3
log log 1 log 1
x2 x x x
3 3
log log log
x2 x x x x2 x x x
3
log log 2
Bình phương hai vế ta được: 6x23x 3 4x2 x 4x x1
x2 2x x x
x x12 0 x x 1 x 1
Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm nhất: x
(17)Bài 5: Giải bất phương trình: log 14 x log0,251 x log2 3 x4x2 x
Điều kiện xác định:
x x
x x x
x x
x
2
1
1
2
2
0
x
0
2
Bất phương trình tương đương với: 2 x 2 x x x x
2
2
log 1 log 1 log 3 4
x x x x2 x
2 2
log log log
x x x x2 x
2
log 1 log
x x x x2 x x x2 x x2
1 4
Bình phương hai vế khơng âm ta được: x 1 x22 x1x2 2 3x4x2
x2 x x2 x x
3
3x2 x x2x 1 x 1 x0
x2 x 1x x2 x 1x 0 *
Do x 0;
x x x
2 1 0
Bất phương trình * tương đương với: x2 x 1 x
x2 x x
3
9x2x 1 x 9x210x 1
x x
5 34 34
9
Kết hợp với điều kiện xác định x 34;
9
(18)Kết luận: Vậy tập nghiệm bất phương trình: S 34;
9
Bài 6: Giải bất phương trình:
x2 x x x3 x2 x
2
3
log log log 14 12
2
Điều kiện xác định:
x x
x
x x x
2
3
2
2
2 14 12
x 0.
Bất phương trình tương đương với:
x x 2x x x x
2
2 2
log log 2 3 log 2 log 7 14 12
x2 x x x3 x2 x
2 2
log 2 log log log 14 12
x2 x x x3 x2 x
2
log 4 log 14 12
4x2 6x 2x 2x3 7x2 14x 12
2x2x3 2x 4 2x3x2 2x4 2x 3x2 2x 2x 2x 4 2x 3x 2x 42
Do: x 0 2x 3 0, suy bất phương trình tương đương với:x 2x42 0 Mặt khác: x 2x42 0 x 0 Do ta có: x 2x 4 0 x 2x4
x2 2x
( Do vế không âm) x22x 4
x TM
x L
1
1
x 1
(19)Bài 7: Giải phương trình: log3x 1 log27x22x 1 log9x 7 x8 Điều kiện xác định:
x x x x x x x
2
8
7
8
Phương trình cho tương đương với: x 3x 2x x
2
3 3
log 1 log 1 log 8 8
x 3x 2 x x
3 3
log log log 8
x x x
3 2
3
1
log log
1
x x x
3 1 8 1 8 1
Đặt u3x 1 u3 x x u31 Thay vào phương trình ta có:u u3 7 1
u u
u u
u u u
u u
3
2 3 3 2
1 1
1
2
1 u
u u2 u
1
2
u
u u x TM
u2 u VN
1
2
4
Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm nhất: x 9.
Bài 8: Giải phương trình: lnx x 3 1ln 2 x2 2x 6 ln x2 x 3
Điều kiện xác định:
x x x x x x x x 2 13
2
(20)Ta có phương trình trở thành: lnx x3ln 2x22x 6 lnx2 x 3 x x x2 x x2 x
ln 2 6 ln
x x 3 2x2 2x 6 x2 x x x 3x x 3
Trường hợp 1: Với
x
x x x x
x2 x
0
3
3
x 13
2
Trường hợp 2: Với 2x22x 6 x x3 Do vế khơng âm, bình phương hai vế ta được:
x2 x x2 x x x x2 x x x
2 2 6 3 3 2 3
x x 32 x x x 13
Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm nhất: x 13
Bài 9: Giải phương trình:
x2 x x x2 x x2
2 2
log 16 19 1 log 2 log 16 18 1
Điều kiện xác định :
x x
x
x x x x
x x
x
2
2
2
16 19
2 16 18 5; 1;
2 16 18
1
Ta biến đổi phương trình trở thành:
x2 x x x2 x x2
2 2
log 16 19 log log 2 log 16 18 1
x2 x x x2 x x2
2
log 16 19 log 2 2 16 18
(21)
x2 16x 19 x 2x2 16x 18 x2
x x x
x x
x x x
2
2
2 16 19
16 19
2 16 18
Trường hợp 1: Với: x216x19 0 x
Trường hợp 2: Với : 2x216x18 x2 1 2x2 2x216x182x 2 x21 Bình phương hai vế ta được: 2x216x18 4 x22x2 1 4x2 x21
x x2 x2
4 3
4x2 x2 1 3x2 1 x21 4 x 8 x2 1
x
x x
2
2
1
4
x
x x
2
2
1
4
Giải (1): x x x
2
1
1
Giải (2): x4 8 x21
x
x x2
4
4
x x x
2
32 57 32 57
7
Kết hợp với điều kiện xác định, ta thu nghiệm: x 1 x 1 Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm: x 1 và x 1
Bài 10: Giải phương trình: 1 x2 x2 3x x2
3
(22)Điều kiện xác định:
x x
x x
x x x
2
2 2
2
3
2
2
3
x 14
2
Phương trình cho tương đương với:
x x x x
1
2 2
3 3
log log 7 4 log 3
x2 x2 x x2
3 3
log log log
x x
x x
2
3 2 2
3
log log
2
x x x x
2
2
3
3
2
x2 x2 x x2
3
x x
x x
2
2
3
3
3
x x2 2x2 2x2
2x2 4 x2 3 x 2x27
x x x x
2
2 2
2
x2 x2 x2 x2 x x2 x2 x2 x x2
3 2 3 2 7
Do vế khơng âm, bình phương tiếp hai vế ta được:
x x x x
2
2 2
2 4 3 7 3x212 0 x
x
2
Kết hợp điều kiện xác định, ta được: x 2.
(23)Bài 11: Giải phương trình:
x x x3 x2 x x2 x
2 0,25
1 log 1 log 1 log 6 3 log 2
Điều kiện xác định:
x x
x
x x x
x x
3
2
1
2 1
2
2
Phương trình tương đương với:
x x 2 x x x 2x x
3 2
2 2 2 2
log log 1 log 1 log 6 3 log 2
x x x3 x2 x x2 x
2 2 2
log log log log log
x x x3 x2 x x2 x
2
log 2 1 log
x x x3 x2 x x2 x
2 2
x x x x2 x2 x
2 2
Vì x
2
, phương trình tương đương với: 2x 1 x23 x2 x Do vế khơng âm, bình phương hai vế ta được: 4x12 x23x2 x 2
x4 x3 x2 5x x x3 2x2 3x
x TM
x
x3 x2 x x3 x2 x
1
2 2 *
Ta cần chứng minh phương trình (*) vơ nghiệm miền xác định
Xét hàm số f x x32x23x2 với x
2
(24)x
2
f x' +
f x
1
Từ bảng biến thiên ta thấy phương trình x32x23x 2 vơ nghiệm vớix
Như phương trình có nghiệm x 1 (Thỏa mãn điều kiện ) Kết luận: Vậy phương trình cho có nghiệm nhất: x 1.
Bài 12: Giải phương trình:
x x x
x x
x x x x x
2
3
2
8
log log log
2 2 3 4 12 7
Điều kiện xác định: x
Phương trình cho tương đương với :
x x x
x x
x x x x x
2
3 3 2
8
log log log
2 2 3 4 12 7
x x x
x x x x x x x
2
3 2
8
log log
2 2 3 4 12 7
x x x
x x x x x x x
2
8
2 2 3 4 12 7
x x x x x x x
x x x x x x x
2
2 2 1 2 8 2 8
2 4 6 4 12 7
(25)
x x
x x x x
x x
x x x x x x x x
2
8
8
2
8 2 2 7 2 1
x x 3 2x 2x 13 x x 2x 2x
x x x x
2
Bình phương hai vế ta được:
x x x x x x x x x x x