Các phương trình và bất phương trình căn thức cơ bản & cách giải : Phương pháp chung để giải loại này là KHỬ CĂN THỨC bằng phép nâng lũy thừa.... Biến đổi về dạng cơ bản.[r]
(1)Chuyên đề PHÖÔNG TRÌNH VAØ BAÁT PHÖÔNG TRÌNH CHỨA CĂN THỨC TRỌNG TÂM KIẾN THỨC I Caùc ñieàu kieän vaø tính chaát cô baûn : * * A coù nghóa A ≥ A ≥ với A ≥ * A2 = A * * * ( A) =A & ⎧ A neáu A ≥ A =⎨ ⎩- A neáu A < với A ≥ A , B ≥ A.B = A B A.B = − A − B A , B ≤ II Caùc ñònh lyù cô baûn : (quan trọng) a) Định lý : Với A ≥ và B ≥ thì b) Định lý : Với A ≥ và B ≥ thì A=B A>B ⇔ A2 = B2 ⇔ A2 > B2 III Các phương trình và bất phương trình thức & cách giải : Phương pháp chung để giải loại này là KHỬ CĂN THỨC phép nâng lũy thừa * Daïng : * Daïng : * Daïng : * Daïng 4: ⎧A ≥ A= B⇔⎨ ⎩A = B ⎧⎪ B ≥ A = B⇔ ⎨ ⎪⎩ A = B ⎧A ≥ ⎪ A < B ⇔ ⎨B > ⎪ ⎩A < B ⎡⎧A ≥ ⎢⎨ ⎢ ⎩B < A > B⇔ ⎢ ⎧B ≥ ⎢ ⎪⎨ ⎢⎣ ⎪⎩ A > B2 13 Lop12.net (hoặc B ≥ ) (2) IV Các cách giải phương trình thức thường sử dụng : * Phöông phaùp : Ví duï : Biến đổi dạng Giaûi phöông trình sau : 3x − x + + x − = (1) Bài giải: Ta có: 3x − 9x + + x − = ⇔ 3x − 9x + = − x ⎧ ⎪2 − x ≥ ⇔ ⎪⎨ ⎪ 3x − 9x + = − 4x + x ⎪ ⎪ ⎩ ⎧x ≤ ⎪ ⎪ ⇔⎨ ⎪ 2x − 5x − = ⎪ ⎪ ⎩ ⎧ x≤2 ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎡ x = ⇔⎪ ⇔ x=− ⎨⎢ ⎪ ⎢ ⎪ ⎢x = − ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩⎣⎢ { 21} Vậy tập nghiệm pt(1) là S = − * Phương pháp : Đặt điều kiện (nếu có) và nâng luỹ thừa để khử thức Ví duï : Giaûi phöông trình sau : 2x + − − x = 3x + Bài giải: ⎧ ⎪ ⎪ ⎧2x + ≥ ≥ − x ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ Điều kiện: ⎨4 − x ≥ ⇔ ⎨x ≤ ⇔ − ≤ x ≤ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪3x + ≥ ⎪ ⎪x ≥ − ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ Khi đó: 14 Lop12.net (1) (3) 2x + − − x = 3x + ⇔ 2x + = 3x + + − x ⇔ 2x + = 2x + + (3x + 1)(4 − x ) ⇔ (3x + 1)(4 − x ) = ⇔ −3x + 11x = ⎡x = ⎢ ⇔⎢ ⎢ x = 11 ⎣⎢ Nghiệm tìm thỏa điều kiện ban đầu 11 Vậy tập nghiệm pt(1) là S = 0; { } * Phương pháp : Đặt ẩn phụ chuyển phương trình hệ pt đại số Ví duï : Giaûi caùc phöông trình sau : (1) 1) ( x + 5)(2 − x) = x + x 2) x + + − x + ( x + 1)(4 − x ) = Bài giải: 1) (x + 5)(2 − x) = x + 3x (1) Điều kiện: x + 3x ≥ ⇔ x ≤ −3 ∨ x ≥ Khi đó: (1) ⇔ −(x + 3x) + 10 = x + 3x (2) Đặt t = x2 + 3x (t ≥ 0) , phương trình (2) trở thành ⎡t = t2 + 3t − 10 = ⇔ ⎢⎢ ⎢⎣ t = −5 (loai) ⎡x = x + 3x = ⇔ x + 3x − = ⇔ ⎢⎢ ⎢⎣ x = −4 Nghiệm tìm thỏa điều kiện ban đầu Vậy tập nghiệm pt(1) là S = {−4;1} Với t = ta phương trình: 2) x + + − x + (x + 1)(4 − x) = (1) ⎧ ⎧x ≥ − ⎪x + ≥ ⎪ Điều kiện: ⎪ ⇔⎪ ⇔ −1 ≤ x ≤ ⎨ ⎨ ⎪ ⎪ 4−x ≥0 x≤4 ⎪ ⎪ ⎩ ⎩ Đặt t = x + + − x (t ≥ 0) Suy ra: t2 = + ( x + 1)(4 − x ) ⇔ ( x + 1)(4 − x ) = Phương trình (1) trở thành: 15 Lop12.net t2 − (4) t2 − t+ = ⇔ t2 + 2t − 15 = ⇔ ⎡t = ⎢ ⎢ t = −5 ⎣⎢ (loai) Với t = ta phương trình: x + + − x = ⇔ + ( x + 1)(4 − x ) = ⇔ (x + 1)(4 − x ) = ⎡x = ⇔ −x + 3x = ⇔ ⎢⎢ ⎢⎣ x = Nghiệm tìm thỏa điều kiện ban đầu Vậy tập nghiệm pt(1) là S = {0; 3} * Phương pháp : Biến đổi phương trình dạng tích số : A.B = A.B.C = Ví duï : Giaûi caùc phöông trình sau : x2 − 3x − = − x 1) 3x − 2) x + − x = x − + − x + 8x − + Bài giải: 1) x2 3x − − 3x − = − x (1) Điều kiện: 3x − > ⇔ x > Khi đó: (1) ⇔ x − 3x + = (1 − x ) 3x − ⇔ (x − 1)( x − 2) + ( x − 1) 3x − = ⇔ (x − 1) ⎡⎣⎢(x − 2) + 3x − ⎤⎦⎥ = ⎡x = ⇔ ⎢⎢ ⎢⎣ 3x − = − x ⎡x = ⎢ ⎢ ⇔ ⎢⎧⎪⎪x ≤ ⎢⎨ ⎢⎪⎪3x − = − 4x + x ⎢⎣⎪⎩ ⎡x = ⎡x = ⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎧x ≤ ⇔ ⎢⎪⎪⎧x ≤ ⇔ ⎢⎪ ⇔ x =1 ⎢⎨ ⎢⎪ ⎨ ⎢⎪⎪x − 7x + = ⎢⎪x = ∨ x = ⎣⎪⎩ ⎣⎢⎪⎩ Nghiệm tìm thỏa điều kiện ban đầu Vậy tập nghiệm pt(1) là S = {1} 16 Lop12.net (5) 2) x + − x = x − + − x + 8x − + (2) ⎪⎧7 − x ≥ ⎪⎧x ≤ Điều kiện: ⎪ ⇔ ⎪⎨ ⇔1≤ x ≤7 ⎨ ⎪⎪x − ≥ ⎪⎪x ≥ ⎩ ⎩ Khi đó: (1) ⇔ x − + − x − x − − ⇔ ( ( x −1 + − x − x −1 − − x x −1 = ⇔ x −1 ⇔ ) ( − x )( x − 1) = ( ) ( x −1 − − x − x −1 − − x )( ) x −1 − − x = ) x −1 − = ⎡ x −1 = − x ⎡x = ⇔⎢ ⇔⎢ ⎣x = ⎢⎣ x − = Nghiệm tìm thỏa điều kiện ban đầu Vậy tập nghiệm pt(1) là S = {4;5} V Các cách giải bất phương trình thức thường sử dụng : * Phương pháp : Biến đổi dạng Ví duï : Giaûi caùc baát phöông trình sau : 1) 2) x − 4x + < x + ( x + 1)(4 − x) > x − Bài giải: 1) x − x + < x + (1) Ta có: ⎧⎪ ⎪⎪x − 4x + ≥ ⎪ x − 4x + < x + ⇔ ⎨⎪x + > ⎪ ⎪ ⎪ x − 4x + < x + 2x + ⎪ ⎪ ⎩ ⎧ ⎪ ⎪ ⎪ x ≤1∨ x ≥ ⎪ ⎡1 ⎪⎪ ⎢ < x ≤1 ⎪ ⇔ ⎨ x > −1 ⇔ ⎢3 ⎢x ≥ ⎪ ⎪⎪ ⎢⎣ ⎪ > x ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎛1 ⎤ Vậy tập nghiệm bpt(1) là S = ⎜⎜ ;1⎥ ∪ [3; +∞) ⎝ ⎦⎥ 2) ( x + 1)(4 − x) > x − (1) 17 Lop12.net (6) Ta có: ⎡⎧(x + 1)(4 − x) ≥ ⎢⎪⎪ ⎢⎨⎪x − < ⎢⎪⎩ (x + 1)(4 − x) > x − ⇔ ⎢ ⎢⎪⎧x − ≥ ⎢⎪ ⎢⎨ 2 ⎢⎪⎪⎪⎩−x + 3x + > x − 4x + ⎣ ⎡⎧−1 ≤ x ≤ ⎡−1 ≤ x < ⎢⎪⎪ ⎢ ⎢⎪⎨x < ⎢⎧x ≥ ⎢⎪⎩ ⇔⎢ ⇔ ⎢⎢⎪⎪⎪ ⇔ ⎢⎧⎪x ≥ ⎨ ⎢⎪ ⎢⎪ ⎢⎪0 < x < ⎢⎨⎪ ⎪ ⎣⎢⎩ ⎢⎣⎪⎪⎩2x − 7x < Vậy tập nghiệm bpt(1) là S = [−1;2) ∪ (0;7 ) ⎡−1 ≤ x < ⎢ ⎢ ⎢0 < x < ⎢⎣ * Phương pháp : Đặt điều kiện (nếu có) và nâng luỹ thừa để khử thức Ví duï : Giaûi baát phöông trình sau : x + 11 − 2x − ≥ x − Bài giải ⎧x ≥ −11 ⎧x + 11 ≥ ⎪ ⎪ ⎪ ⇔x≥4 Điều kiện: ⎨2x − ≥ ⇔ ⎨x ≥ ⎪x − ≥ ⎪ ⎩ ⎪⎩x ≥ Khi đó: (1) ⇔ x + 11 ≥ x − + 2x − ⇔ x + 11 ≥ 3x − + ( x − 4)(2x − 1) ⇔ (x − 4)(2x − 1) ≤ 16 − 2x ⇔ (x − 4)(2x − 1) ≤ − x ⎧ 8−x ≥0 ⎪ ⎪ ⇔⎨ ⎪ 2x − 9x + ≤ 64 − 16x + x ⎪ ⎪ ⎩ ⎧ ⎪x ≤ ⇔⎪ ⎨ ⎪ x + 7x − 60 ≥ ⎪ ⎪ ⎩ ⎧⎪x ≤ ⎡ x ≤ −12 ⇔ ⎨⎪ ⇔ ⎢⎢ x ≤ −12 ∨ x ≥ 5≤x≤8 ⎪ ⎪ ⎩ ⎣⎢ So với điều kiện ban đầu ta ≤ x ≤ Vậy tập nghiệm bpt(1) là S = [5; ] 18 Lop12.net (1) (7) * Phương pháp : Đặt ẩn phụ chuyển bất phương trình đại số Ví duï : Giaûi phöông trình sau : 2x + 4x + 3 − 2x − x > Bài giải: Điều kiện: − 2x − x ≥ ⇔ x + 2x − ≤ ⇔ −3 ≤ x ≤ Khi đó: (1) ⇔ −x − 2x + > + (−x − 2x + 3) − (2) Đặt t = −x − 2x + (t ≥ 0) , bất phương trình (2) trở thành 3t > 2t2 − ⇔ 2t2 − 3t − < ⇔ −1 < t < Do t ≥ nên ta nhận ≤ t < Với ≤ t < ta bất phương trình: −x − 2x + < ⇔ (−x2 − 2x + 3) < 25 ⇔ 4x + 8x + 13 > ⇔ ∀x ∈ So với điều kiện ban đầu ta suy ta tập nghiệm bpt(1) là S = [−3;1] * Phương pháp : Biến đổi phương trình dạng tích số thương Ví duï : Giaûi caùc baát phöông trình sau : 1) ( x − x) x − x − ≥ 2 2) x+5 −3 <1 x−4 Bài giải: 1) ( x − x) x − x − ≥ (1) 2 ⎡ ⎢x ≤ − Điều kiện: 2x − 3x − ≥ ⇔ ⎢⎢ x≥2 ⎣⎢ 1 Trường hợp 1: Với x = − ∨ x = thì (1) thỏa mãn Suy x = − ∨ x = là nghiệm (1) 2 Trường hợp 2: Với x < − ∨ x > thì (1) ⇔ x − 3x ≥ ⇔ x ≤ ∨ x ≥ So với điều kiện xét ta x < − ∨ x ≥ 19 Lop12.net (8) ⎡ ⎢x ≤ − ⎢ Vậy nghiệm bpt(1) là: ⎢⎢ x = ⎢ ⎢x ≥ ⎢⎣ 2) x+5 −3 < (1) x−4 ⎪⎧x + ≥ ⎪⎧x ≥ −5 Điều kiện: ⎪⎨ ⇔ ⎪⎨ ⎪⎪x − ≠ ⎪⎪x ≠ ⎩ ⎩ Trường hợp 1: Với x > thì (1) ⇔ x + − < x − ⇔ x + < x −1 ⇔ x + < x − 2x + ⇔ x − 3x − > ⇔ x < −1 ∨ x > So với điều kiện xét ta nghiệm là x > Trường hợp 2: Với −5 ≤ x < thì (1) ⇔ x + − > x − ⇔ x + > x − ⎡x − < ⎢ ⎢ ⇔ ⎢⎧⎪⎪x − ≥ ⎢⎨ ⎢⎪ x + > x − 2x + ⎢⎣⎪⎪⎩ ⎡x < ⎢ ⎢ ⇔ ⎢⎪⎧⎪x ≥ ⎢⎨ ⎢⎪x − 3x − < ⎣⎢⎪⎪⎩ ⎡x < ⎢ ⎡x < ⎢ ⇔ ⎢⎢ ⇔x<4 ⇔ ⎢⎪⎪⎧x ≥ ≤ x<4 ⎢⎨ ⎢⎣ ⎢⎪⎪−1 < x < ⎣⎩ So với điều kiện xét ta nghiệm là −5 ≤ x < Vậy nghiệm bpt(1) là: −5 ≤ x < ∨ x > 20 Lop12.net (9) CÁC BÀI TOÁN RÈN LUYỆN Bài 1: Giải phương trình: 2x + 6x2 + = x + Bài 2: Giải phương trình: − 10 − 3x = x − Bài 3: Giải phương trình: x (x − 1)+ x ( x+2)=2 x Bài 4: Giải phương trình: (x − 2) (x + 1) + x − 3x + − = Bài 5: Giải phương trình: 2x+3+ x+1=3x+2 2x + 5x + − 16 Bài 1: Giải phương trình: 2x + 6x + = x + Ta có: ⎧ x+1 ≥ ⎪ ⎪ ⎪ (1) ⇔ ⎨ ⎪ 2x + 6x + = x + 2x + ⎪ ⎪ ⎩ ⎧ x ≥ −1 ⎪ ⎪ ⇔⎪ ⎨ ⎪ 6x + = x + ⎪ ⎪ ⎩ ⎧ ⎪ x ≥ −1 ⇔⎪ ⎨ ⎪ 6x + = x + 2x + ⎪ ⎪ ⎩ ⎧x ≥ − ⎪ ⎪⎪ ⎧⎪x ≥ −1 ⎡x = ⎪ ⇔⎨ ⇔ ⎨⎪⎡ x = ⇔ ⎢⎢ x=2 ⎪⎪x − 4x = ⎪⎪⎢ ⎢ x = ±2 ⎣⎢ ⎪⎩ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎣ ⎩ Vậy phương trình (1) có hai nghiệm là x = ∨ x = 21 Lop12.net (1) (10) Bài 2: Giải phương trình: − 10 − 3x = x − (1) Bài giải: Ta có: ⎧ ⎧ x −2 ≥ x≥2 ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ (1) ⇔ ⎨ ⇔⎨ ⎪ ⎪ − 10 − 3x = x − 4x + 10 − 3x = 4x − x ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎩ ⎧⎪x ≥ ⎧⎪ ⎪ ⎪⎪x ≥ ⎪ ⎪ ⎪ ⇔⎪ ⇔ ⎪⎨0 ≤ x ≤ ⎨4x − x ≥ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪x − 8x + 16x + 27x − 90 = 90 − 27x = 16x − 8x + x ⎪ ⎪ ⎩ ⎩⎪ ⎧⎪2 ≤ x ≤ ⎪ ⎧2 ≤ x ≤ ⎪ ⎪ ⎪ ⇔⎨ ⇔ ⇔x=3 ⎨⎪⎢⎡ x = ⎪ ⎪ − + − + = x x x 7x 15 ( )( ) ( ) ⎪ ⎪ ⎢ x = −2 ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩⎢⎣ Vậy phương trình (1) có hai nghiệm là x = Bài 3: Giải phương trình: x (x − 1)+ x ( x+2)=2 x Bài giải: ⎧⎪x ≤ −2 ⎪⎪ ⎪⎧⎪x (x − 1) ≥ ⎪ Điều kiện : ⎨ ⇔ ⎪⎨x = ⎪ ⎪ x (x+2) ≥ ⎪ ⎪⎩ ⎪⎪⎪x ≥ ⎪⎩ Khi đó: (1) ⇔ 2x2 + x + x ( x − 1)(x + 2) = 4x ⇔ x ( x − 1)(x + 2) = 2x − x ⎧⎪2x − x ≥ ⎪ ⇔ ⎪⎨ 2 ⎪⎪4x (x + x − 2) = 4x − 4x + x ⎪⎩ ⎧⎪ ⎪⎪x ≤ ∨ x ≥ ⎧⎪ ⎪⎪ ⎪⎪x ≤ ∨ x ≥ ⎪ ⇔ ⎨⎡ x = ⇔⎨ ⇔ ⎪⎪ ⎪⎪⎢ 8x − 9x = ⎪⎢ ⎪⎩⎪ ⎪⎪⎪⎢⎢ x = ⎪⎩⎣ Vậy phương trình (1) có hai nghiệm là x = ∨ x = 22 Lop12.net ⎡x = ⎢ ⎢ ⎢x = ⎢⎣ (1) (11) Bài 4: Giải phương trình: (x − 2) (x + 1) + x − 3x + − = (1) Bài giải: Đặt t = x − 3x + (t ≥ 0) , phương trình (1) trở thành ⎡t = ⎢ 3t + 2t − = ⇔ ⎢ ⎢ t = − (loai) ⎢⎣ Với t = ta phương trình: ⎡x = ⎢ x − 3x + = ⇔ x − 3x + = ⇔ (x − 1)(x − 2x − 2) = ⇔ ⎢ ⎢⎣ x = ± 3 2 Vậy phương trình (1) có ba nghiệm là x = ∨ x = ± Bài 5: Giải phương trình: 2x+3+ x+1=3x+2 2x + 5x + − 16 (1) Bài giải: ⎧⎪ ⎧2x + ≥ ⎪⎪x ≥ − ⎪ ⎪ ⇔ x ≥ −1 Điều kiện: ⎨ ⇔⎨ x +1≥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ x ≥ − ⎩ ⎪⎩ Đặt t = 2x + 3+ x+1 (t ≥ 0) , phương trình (1) trở thành ⎡t = t2 − t − 20 = ⇔ ⎢⎢ ⎢⎣ t = −4 (loai) Với t = ta phương trình: 2x + + x + = ⇔ 2x + 5x + = 21 − 3x ⎧x ≤ ⎪ ⇔⎪ ⎨ ⎪ 8x + 40x + 12 = 441 − 126x + 9x2 ⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎧⎪x ≤ ⎧ ⎪x ≤ ⎪ ⇔ ⎨⎪ ⇔ ⎪⎨⎡ x = ⇔ x = ⎪⎪x − 146x + 429 = ⎪⎢ ⎪ ⎩ ⎪⎪⎪⎢⎢ x = 143 ⎪⎩⎣ Vậy phương trình (1) có nghiệm là x = 23 Lop12.net (12) CÁC BÀI TOÁN TỰ LUYỆN Bài 1: Giải các phương trình sau 1) x − − x − = x − 2) Kết quả: x = 10 2x + 8x + + x − = ( x + 1) Kết quả: x = ±1 3) + x + − x + (2 + x )(6 − x ) = Kết quả: x = Bài 2: Giải các bất phương trình sau 1) x − − x − ≤ x − Kết quả: ≤ x ≤ 10 2) (x − 16) x−3 + x−3 > 7−x x−3 Kết quả: x ≥ 10 − 34 3) 51 − 2x − x <1 1− x ⎡1 − 52 ≤ x < −5 Kết quả: ⎢⎢ ⎢⎣ x > -Hết 24 Lop12.net (13)