Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
PHẦN 2. TUYỂN CHỌN MỘT SỐ BÀI TOÁN PHƯƠNG TRÌNH VÔ TỶ TRONG CÁC
Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
2 2
x 5x 4 2 x 5 2 x 4 x 4x 5
x 1 x 4 2 x 5 2 x 4 x 1 x 5 0 x 1 x 4 x 5 2 x 4 x 5 0
x 4 x 5 x 4 x 5
x 1 2 x 4 x 5 0 x 5
x 1 4 x 1 2
Kết hợp với điều kiện xác định ta được nghiệm của phương trình là x5. Bài 3. Giải phương trình 3 x 1
x2 x 3 3x2 4x 7 0.Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên Tỉnh Nam Định năm học 2015 – 2016 Lời giải
Phương trình xác định với mọi x R . Biến đổi tương đương phương trình ta được
2 23 x 1 x x 3 3x 4x 7 0
2 2
2 2
2 2
2
2
2
2 2
2
3 x 1 x x 3 3 x x 3 x 2 0
x x 3 3 x 1 3 x x 3 x 2 0
x 1 x x 3
3 x x 3 x 2 0
x 1 x x 3
x 2 0 3 x x 3
x 2 1 0 3 x x 3
x 1 x x 3 1 0
x 1 x x 3
+ Với x 2 0 x 2, thỏa mãn điều kiện xác định.
+ Với
2
2 2
2
3 x x 3
1 0 2 x x 3 x 1 3x 2x 11 0
x 1 x x 3
, phương trình vô
nghiệm
Vậy phương trình đã cho có nghiệm duy nhất x 2
Bài 4. Giải phương trình 3x26x 6 3
2 x
5 7x 19
2 x.Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên tỉnh Nam Định năm học 2015 – 2016 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là
3x2 6x 6 0
x 1 3
2 x 0
Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Với x 1 3 thì 3x26x 6 2 x 0, Do đó phương trình đã cho tương đương với
2 2
2 2 2 2
2 2
2 2 2
3x 6x 6 3 2 x 2 x 7x 19 2 x
3x 6x 6 2 x 3x 5x 7 3x 6x 6 2 x 2 x 3x 5x 8
3x 5x 8 0 3x 5x 8
2 x 3x 5x 8
1 2 x 3x 6x 6 2 x
3x 6x 6 2 x
+ Với 3x25x 8 0 x 1 (thỏa mãn) hoặc x 8
3 (không thỏa mãn) + Với 1 2 x
3x2 6x 6 2 x
1 2 x 3x26x 6. 2 x x 1 3x26x 6. 2 x *
Vì x 1 3 nên x 1 0 3x26x 6. 2 x do đó (*) vô nghiệm.
Vậy phương trình đã cho có nghiệm duy nhất x 1
Bài 5. Giải phương trình x 1 2x x 3 2x x2 4x 3.
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên Phan Bội Châu Nghệ An năm học 2014 – 2015 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình x 1. Ta có
x 1 2x x 3 2x x2 4x 3 2x x 3 2x x 1 x 1 x 3 0
x 3 1
2x x 3 1 x 1 x 3 1 0 x 3 1 x 1 2x 0
x 1 2x
+ Với x 3 1 x 2 không thỏa mãn
+ Với x 0 2 x 02 1 17
x 1 2x x
x 1 4x 4x x 1 0 8
, thỏa mãn
Vậy phương trình đã cho có nghiệm 1 17
x 8
Bài 6. Giải phương trình x 5x
3 2
2
2x 1 1
0Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên Thành Phố Hà Nội năm học 2015 – 2016 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là x 1
2. Biến đổi tương đương phương trình ta được
Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
3 3
3 3
2 2 2
2
2 2x 1 1
x 5x 2 2 2x 1 1 0 x 5x 2 0
2x 1 1
2 2x 1 1
x 5x 2 1 0 x 5x 2 0
2x 1 1 2x 1 1
x 5x 2 4 0 x 0 x 0
2x 1 1
Kết hợp với điều kiện xác định ta được x 0 là nghiệm của phương trình.
Bài 7. Giải phương trình 3 3
2 2
2013x 1 2013x 1
2x 2014 x 2013 x 1
2 x 2 x
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên Tỉnh Thái Bình năm học 2015 – 2016 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là 2
2
2013x 1
2x 0; 2 x 0; x 2013 0
2 x
.
Đặt 2
2013x 1 y
2 x
. Thay vào phương trình ta được
3 3
3 3
2x y 2014 y x 2013 x 1 2x y x 1 x 2013 2014 y Ta có
2x y
x 2013
x 1
2014 y
x y 2013+ Nếu x y 2013 0 thì 2x y 3 x 1 x 2013 32014 y + Nếu x y 2013 0 thì 2x y 3 x 1 x 2013 32014 y Suy ra x y 2013 0 , khi đó ta được y 2013 x
Từ đó suy ra
2
2013x 1 2013 x
2 x
, giải phương trình ta được x 1
Thay x 1 vào phương trình ban đầu ta thấy thỏa mãn. Vậy phương trình có nghiệm x 1
Bài 8. Giải phương trình x23x 2 x2 1 6 3 x 1 2 x 2 2 x 1
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên Hùng Vương Phú Thọ năm học 2013 – 2014 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là x 1 . Khi đó ta có
Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
2 2
x 3x 2 x 1 6 3 x 1 2 x 2 2 x 1
x 1 x 2 x 1 x 1 6 3 x 1 2 x 2 2 x 1
x 1 x 2 x 1 x 1 3 x 1 2 x 1 2 x 2 6
x 1 x 2 x 1 3 2 x 1 x 2 3
x 1 2 x 2 x 1 3 0
+ Với x 2 x 1 3 0 x 2 x 1 2
x 2 x 1
9 x2 x 2 4 x2 2
x 4 x 2
x x 2 x 8x 16
+ Với x 1 2 x 1 4 x 3
Kết hợp với điều kiện xác định ta có tập nghiệm là S
2; 3 .Bài 9. Giải phương trình 2 3 4 2
4x 6x 1 16x 4x 1
3
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên Trần Phú Hải Phòng năm học 2012 – 2013 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là x 2 10 3
. Biến đổi tương đương phương trình
ta được
2 4 2
2 2 2 2
4x 6x 1 3 16x 4x 1
3
2 4x 2x 1 4x 2x 1 3 4x 2x 1 4x 2x 1
3
Dễ thấy 4x2 2x 1 3x 2
x 1
2 0; 4x22x 1 3x 2
x 1
2 0.Đặt a 4x22x 1 0; b 4x22x 1 b 0. Khi đó phương trình trở thành
2
2 2 2 2
a 3
3 a a b 2
2a b ab 6a 3ab 3b 0 6 3 3 0
3 b b a 3
b 3
Vì a 0; b 0 nên ta nhận a 3
b 3 , khi đó ta được
2 2
4x 2x 1 1 1
3 x 2
4x 2x 1
Vậy phương trình có nghiệm duy nhất là x 1
2. Bài 10. Giải phương trình 2 x
2 2
5 x31Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên Tỉnh Ninh Bình năm học 2013 – 2014 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là x 1. Đặt
2 2 2
2
2 2 3
2
a b x 2
a x 1 a x 1
b x x 1 ab x 1 b x x 1
Khi đó phương trình 2 x
2 2
5 x31 trở thành
2 2
a 2b2 a b 5ab 2a – b 2b – a 0
b 2a
+ Với a2b ta được x 1 2 x2 x 1
2
2x 1 x 1
x 1 4 x x 1 4x 5x 3 0
(vô nghiệm) + Với 2ab ta được 2 x 1 x2 x 1
2 2
x 1 x 1 5 37
x 2
4(x 1) x x 1 x 5x 3 0
Vậy phương trình có 2 nghiệm x 5 37 2
Bài 11. Giải phương trình:
x 4 2
4 x 2
2xTrích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên ĐHKHTN Hà Nội năm học 2012 – 2013 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là 4 x 4. Biến đổi tương đương phương trình ta được
x 4 2 4 x 2 2x x 4 2 x 4 2 4 x 2 2x x 4 2
x 4 x 2 2 x 4 4 0 x 4 x 2 2 x 4 4 0
x 4 x 2 x 4 2 0 x 0
4 x 2 x 4 2 0
Với phương trình 4 x 2 x 4 2 0 . Phương trình tương đương với
2 964 x 4x 8 x 4 5 x 4 8 x 4 4 0 x 4 x
5 25
Kết hợp với điều kiện xác định ta có hai nghiệm là x 0; x 96
25 Bài 12. Giải phương trình 8x 1 46 10x x3 5x24x 1
Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên Thành Phố Hồ Chí Minh năm học 2015 – 2016 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là 1 x 46
8 10
. Biến đổi tương đương phương trình ta được
3 2
3 2
2
2
2
8x 1 46 10x x 5x 4x 1
8x 1 3 46 10x 6 x 5x 4x 8
8x 1 3 8x 1 3 46 10x 6 46 10x 6
1 x x 4x 8
8x 1 3 46 10x 6
8 1 x 10 1 x
1 x x 4x 8 8x 1 3 46 10x 6
1 x 0
8 10
x 4x 8 8x 1 3 46 10x 6
+ Với x 1 0 x 1, thỏa mãn điều kiện xác định.
+ Với 8 10 2
x 4x 8 8x 1 3 46 10x 6
.
Ta có x – 4x 82
x – 2
2 4 4với mọi x. Khi đó ta được10 10 5
46 10x 0 46 10x 6 6
6 3
46 10x 6
1 8 10 8 5
46 10x 6 8x 1 3 46 10x 6 8x 1 3 3
Do đó 10 8 2
x 4x 8 46 10x 6 8x 1 3
, với mọi x.
Vậy phương trình có nghiệm duy nhất x 1 .
Bài 13. Giải phương trình x3x23x 3 2x x2 3 2x22x
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên Tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2012 – 2013 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là x 0 . Biến đổi tương đương phương trình ta được
3 2 2 2
2 2
2 2 2
2 2 2
x x 3x 3 2x x 3 2x 2x
x 1 x 3 2x x 3 2x x 1
x 1 x 3 2x x 3 2x 0 x 1 1 x 3 2x 0
x 1 1 0 x 1 1 x 0
x 2x 3 0
x 3 2x 0 x 3 2x
Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Dễ thấy phương trình x22x 3 0 vô nghiệm. Vậy phương trình có nghiệm x 0 . Bài 14. Giải phương trình 2x2 x 4 3x 2 x22x 2 .
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên tỉnh Bắc Ninh, năm học 2017 – 2018 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là 2x2 x 0; 4 3x 0; x 22x 2 0 . Phương trình đã cho được viết lại thành
2
2 2x x 4 3x
2x x 4 3x 2
2
.
Đặt a 2x2x; b 4 3x a 0; b 0
. Khi đó phương trình trên trở thành
2 2
2 2 2 2
a b
a b 2 a b 2 a b a b 0 a b
2
Từ đó ta được 2x2 x 4 3x 2x2 x 4 3x2x22x 4 0 x
1; 2
.Kết hợp với điều kiện xác định ta được tập nghiệm của phương trình là S
2;1
.Bài 15. Giải phương trình 2 3 4 2
x 3x 1 x x 1
3
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Chuyên Bình Dương, năm học 2017 – 2018 Điều kiện xác định của phương trình là x R . Biến đổi phương trình đã cho ta được
2
2
3
2
2
2 x x 1 x x 1 x x 1 x x 1
3
Đặt a x 2 x 1; b x 2 x 1 a 0; b 0
. Khi đó phương trình trên trở thành
2 2 2
2 2
3 ab ab
2a b . ab 2a b 4a 4ab b
3 3 3
12a 13ab 3b 0 4a 3b 3a b 0
+ Với 4a 3b 0 4a 3b , khi đó ta có phương trình
2
2
2 7 454 x x 1 3 x x 1 x 7x 1 0 x
2
+ Với 3a b 0 3ab, khi đó ta có phương trình
2
2 2
23 x x 1 x x 1 2x 4x 2 0 2 x 1 0 x 1 Thay các nghiệm trên vào phương trình ban đầu ta được tập nghiệm là
7 45 7 45
S ;1;
2 2
.
Bài 16. Giải phương trình 4x2 5 3x 1 13x
Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Chuyên Phú Thọ, năm học 2017 – 2018
Điều kiện xác định của phương trình là x 1
3.
Phương trình đã cho được viết lại thành 4x213x 5 3x 1 .
Khi đó điều kiện để phương trình có nghiệm là 2 13 89 13 89
4x 13x 5 0 x
8 8
.
Bình phương hai vế của phương trình ta được
2 2 4 2 3 2
4 3 2 2 2
4x 13x 5 3x 1 16x 169x 25 104x 40x 130x 3x 1 16x 104x 209x 133x 24 0 4x 11x 3 4x 15x 8 0
Từ đó ta được hai phương trình 4x211x 3 0 và 4x215x 8 0 .
Giải các phương trình trên và kết hợp với các điều kiện xác định ta được các nghiệm của phương trình đã cho là 11 73 15 97
S ;
8 8
.
Bài 17. Giải phương trình 1 3x;1 3y;1 3z
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Chuyên Thái Bình, năm học 2017 – 2018 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là x24x 12 0; x 1 . quan sát phương trình đã cho ta để ý đến biến đổi x24x 12
x 2
28 x 1
. Khi đó ta viết lại được phương trình đã cho thành
x 2
2 8 x 1
2 x 2
x 1 . Phương trình có sự lặp lại của hai đại lương nên ta sử dụng phép đặt ẩn phụ x 2 a; x 1 b b 0
. Khi đó phương trình trên trở thành
2 2 2 2 2 2
2 2
a 8b 2a b a 8b 4a 4ab b
a b
3a 4ab 7b 0 3a 7b a b 0
3a 7b
+ Với f(x)
9yz 4y 4z x 4yz
1 x 1 3
thì
2 2
x 2 0 x 2 5 13
x 2 x 1 x
x 4x 4 x 1 x 5x 3 0 2
+ Với g(x) ax b thì
2 2
9x 36x 36 49x 49 9x 85x 85 0 3x 6 7 x 1
x 2 x 2
Hệ vô nghiệm với x 1
Thử lại vào phương trình đã cho ta có nghiệm của phương trình là a,.
Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Bài 18. Giải phương trình
x22x
2 4 x 1
2 x2
x 1
2
x2x
2 2017Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Chuyên ĐHSP Hà Nội, năm học 2017 – 2018 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là x R . Biến đổi tương đương phương trình ta được
2 2 2 2
2 2 2
4 3 2 2 2 2 4 3 2
2 2
2 2 2 2
x 2x 4 x 1 x x 1 x x 2017
x 2x 4x 4x 8x 8 x x 2x 1 x 2x x 2017
x 2x 2 x x 1 2017 x 2x 2 x x 1 2017 x 2016
Vậy phương trình đã cho có nghiệm duy nhất là x 2016 .
Bài 19. Giải phương trình 2 x 1
x 1
x 1 1 x 2
1 x 2
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Chuyên ĐHKHTN Hà Nội, năm học 2017 – 2018 Lời giải
Điều kiện xác định của phương trình là 1 x 1. Biến đổi tương đương phương trình ta được
2
2 2
2 x 1 x 1 x 1 1 x 2 1 x
2 x 1 x 1 2 x 1 2 1 x x 1 1 x 1 x 1 x
2 x 1 x 1 2 x 1 2 1 x x 1 x 1 1 x x 1
x 1 x 1 1 x 2 1 x
Đặt a x 1; b 1 x a 0; b 0
, khi đó ta có a2b2 2.Phương trình trên được viết lại thành a a b2
2b. Từ đó ta có hẹ phương trình
2 2
2
a b 2
a a b 2b
+ Xét trường hợp b 0 , hệ phương trình trên vô nghiệm.
+ Xét trường hợp b 0 , khi đó phương trình thứ nhất của hệ tương đương với
2 2
b a b 2b.
Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Khi đó ta có hệ hương trình
2 2 2 3
3 2
2
b a b 2b a b b 2b a a b 2b a a b 2b
Từ đó ta được a b b2 3 a3a b 2b2 a3 b3 a b.
Thay vào phương trình thứ nhất của hệ và chú ý đến điều kiện ta được a2 1 a 1 a b 1.
Từ đó ta được x 1 1 x 1 x 0, thỏa mãn điều kiện xác định.
Vậy phương trình có nghiệm duy nhất là x 0 .
Bài 20. Giải phương trình 2 x 2
3x 1 3x 27x 3Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Chuyên Thành Phố Hồ Chí Minh, năm học 2017 – 2018 Lời giải
Điều kiện xác địnhcủa phương trình là x 1
3. Biến đổi phương trình đã cho ta được
2 2 2
2 2
2 x 2 3x 1 3x 7x 3 x 2 2 x 2 3x 1 3x 1 4x
x 2 3x 1 2x 3x 1 x 2
x 2 3x 1 4x
x 2 3x 1 2x 3x 1 3x 2
Dễ thấy 3x 1 3x 2 vô nghiệm vì x 1
3. Ta có
2 2x 2 x 2 7 29
3x 1 x 2 x
x 7x 5 0 2 3x 1 x 2
.
Kết hợp với điều kiện xác định ta được 7 29
x 2
là nghiệm duy nhất.
Bài 21. Giải phương trình m 7
Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 Trường chuyên Phan Bội Châu Nghệ An, năm học 2017 – 2018
Phân tích. Điều kiện xác địnhcủa phương trình là x 4 . Nhận thấy phương tình có chứa hai căn thức nên ta đặt x 4 avà x 4 b với a 0, b 0 . Nhận thấy
4 x 4 x 4 3x 20 ta có các biến đổi sau. Phương trình đã cho tương đương với
3x 7 x 4 14 x 4 20 0 4 x 4 x 4 7 x 4 14 x 4 0
Từ đó ta có phương trình 4b2a27a 14b 0
2b a 2b a 7
0. Đến đây chỉ cần giải phương trình tích là xong.Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Lời giải. Điều kiện xác định của phương trình là x 4 . Phương trình đã cho tương đương với
3x 7 x 4 14 x 4 20 0 4 x 4 x 4 7 x 4 14 x 4 0 Đặt 8t2 mt 1 0 vàyx2 với x 0; x 1 . Khi đó phương trình trên trở thành
2 2 2b a 0
4b a 7a 14b 0 2b a 2b a 7 0
2b a 7 0
+ Với 2b a 0 2b a 2 x 4 x 4 4 x 4
x 4 x 203
.
+ Với 2b a 7 0 2b 7 a , khi đó ta có phương trình
2
2 2 2
4 x 53 4 x 53
2 x 4 7 x 4
4 x 4 7 x 4 29 3x 14 x 4
29 29
4 x 4 x
3 3 x 5
9x 370x 1625 0 29 3x 14 x 4
Kết hợp với điều kiện xác định ta được BEC 2.AEC là nghiệm duy nhất của phương trình.
Nhận xét. Nhận thấy x5 là nghiệm duy nhất của phương trình nên ta nghĩ đến phương pháp nhận lượng liên hợp để làm xuất hiện đại lương x 5 . Ta có các biến đổi sau
3x 7 x 4 14 x 4 20 3x 15 7 x 4 7 14 x 4 42 0
7 x 5 14 x 5 7 14
3 x 5 0 x 5 3 0
x 4 1 x 4 3 x 4 1 x 4 3
x 5 0
7 14
3 0
x 4 1 x 4 3
+ Với x 5 0 x 5, thỏa mãn điều kiện xác định.
+ Với 7 14 7 14
3 0 3
x 4 1 x 4 3 x 4 1 x 4 3
.
Từ đó ta được 14 x 4 33
. Với x 4 thì 14 14 x 4 3 8 33
(Mâu thuẫn)
Vậy x5 là nghiệm duy nhất của phương trình.
Tác giả: Nguyễn Công Lợi TÀI LIỆU TOÁN HỌC