CÁC PH ƯƠ NG PHÁP GI I Ả
PH ƯƠ NG TRÌNH- B T PH Ấ ƯƠ NG TRÌNH- H MŨ- LÔGARIT Ệ
CHƯƠNG I: PHƯƠNG PHÁP GI I PHẢ ƯƠNG TRÌNH- B T PHẤ ƯƠNG TRÌNH- H MŨỆ BIÊN SO N GV NGUY N TRUNG KIÊN 0988844088Ạ Ễ
CH Đ I:PH Ủ Ề ƯƠNG TRÌNH MŨ
BÀI TOÁN 1: S D NG PHỬ Ụ ƯƠNG PHÁP BI N Đ I TẾ Ổ ƯƠNG ĐƯƠNG I. Phương pháp:
Ta s d ng phép bi n đ i tử ụ ế ổ ương đương sau:
( ) ( )
( ) ( )
1
0 1
f x g x
a a a a
f x g x
=
< ≠
= ⇔ =
ho c ặ
( ) ( ) ( )
0
1 0
a
a f x g x
>
− − =
II. VD minh ho :ạ
VD1: Gi i phả ương trình:
(
2+ − x x2) (
sin = + −2 x x2)
2− 3 cosxGi i: Phả ương trình được bi n đ i v d ng: ế ổ ề ạ
( ) ( )
2
2 2
1 2(*)
2 0
1 0(1)
2 1 sin 2 3 cos 0
sin 3 cos 2(2) x x x
x x
x x x x
x x
− < <
+ − >
⇔ − − =
+ − − − + =
+ =
Gi i (1) ta đả ược 1,2 1 5
x = ±2 tho mãn đi u ki n (*)ả ề ệ Gi i (2): ả 1 3
sin cos 1 sin 1 2 2 ,
2 x+ 2 x= ⇔ x x + π 3= ⇔ + = + x π π 3 2 kπ ⇔ = + x π6 k k Zπ ∈ Đ nghi m tho mãn đi u ki n (*) ta ph i có:ể ệ ả ề ệ ả
1 1
1 2 2 1 2 0,
6 k 2 6 k 2 6 k k Z
π π π π
π π
− < + < ⇔ − − < < − ⇔ = ∈ khi đó ta nh n đậ ược 3 x =π6 V y phậ ương trình có 3 nghi m phân bi t ệ ệ 1,2 1 5 3
2 ; 6
x = ± x = π . VD2: Gi i phả ương trình:
(
x− 3)
3x2− +5x 2 =(
x2− +6x 9)
x2+ −x 4Gi i: Phả ương trình được bi n đ i v d ng: ế ổ ề ạ
(
x− 3)
3x2− + 5x 2 = (
x− 3)
2x2+ −x 4 = −(
x 3)
2(x2+ −x 4)2 2 2
3 1 4
0 3 1 3 4 4
3 5 2 2 2 8 7 10 0 5
x x
x x x
x x x x x x x
− = =
=
< − ≠ < ≠
⇔ − + = + − ⇔ − + = ⇔ = V y phậ ương trình có 2 nghi m phân bi t x=4, x=5.ệ ệ
BÀI TOÁN 2: S D NG PHỬ Ụ ƯƠNG PHÁP LÔGARIT HOÁ VÀ Đ A V CÙNG C SƯ Ề Ơ Ố I. Phương pháp:
Đ chuy n n s kh i s mũ lu th a ngể ể ẩ ố ỏ ố ỹ ừ ười ta có th logarit theo cùng 1 c s c 2 v c aể ơ ố ả ế ủ phương trình, ta có các d ng:ạ
D ng 1:ạ Phương trình:
( )
( )
0 1, 0
log
f x
a
a b
a b
f x b
< ≠ >
= ⇔ =
D ng 2:ạ Phương trình :
( ) ( ) log ( ) log ( ) ( ) ( ).log
f x g x f x f x
a a a
a = b ⇔ a = b ⇔ f x =g x b
ho c ặ logbaf x( ) = logbbg x( ) ⇔ f x( ).logba g x= ( ).
II. VD minh ho :ạ
VD1: Gi i phả ương trình:
2 2 2 3 2
x − x=
Gi i: L y logarit cả ấ ơ s 2 hai v phố ế ương trình ta được:
2 2 2 2 3 2 2 2 2
log 2 log 2 log 3 1 2 1 log 3 0
2
x− x = ⇔ − = x x − ⇔ − + − x x = Ta có ∆ = − + , 1 1 log 3 log 3 02 = 2 > suy ra phương trình có nghi mệ x = 1± log 3. 2
VD2: Gi i phả ương trình:
1
5 .8 500.
x
x x
− =
Gi i: Vi t l i phả ế ạ ương trình dướ ại d ng:
1 1 3
3 3 2 3
5 .88 500 5 .2 5 .2 5 .2 1
x x x
x x x x x
− − −
= ⇔ = ⇔ − =
L y logarit c s 2 v , ta đấ ơ ố ế ược:
( ) ( )
3 3
3 3
2 2 2 2 2
log 5 .2 0 log 5 log 2 0 3 .log 5 3log 2 0
x x
x x x x x
x x
− −
− −
= ⇔ + = ⇔ − + − =
( )
22
1 3
3 log 5 0 1
log 5 x
x x x
=
⇔ − + = ⇔ = −
V y phậ ương trình có 2 nghi m phân bi t:ệ ệ
2
3; 1
x= x= −log 5
Chú ý: Đ i v i 1 phố ớ ương trình c n thi t rút g n trầ ế ọ ước khi logarit hoá.
BÀI TOÁN 3: S D NG PHỬ Ụ ƯƠNG PHÁP Đ T N PH - D NG 1Ặ Ẩ Ụ Ạ I. Phương pháp:
Phương pháp dùng n ph d ng 1 là vi c s d ng 1 n ph đ chuy n phẩ ụ ạ ệ ử ụ ẩ ụ ể ể ương trình ban đ uầ thành 1 phương trình v i 1 n ph .ớ ẩ ụ
Ta l u ý các phép đ t n ph thư ặ ẩ ụ ường g p sau:ặ D ng 1: ạ Phương trình α α k + k−1a(k−1)x. α 1ax+ =α00
Khi đó đ t ặ t a= xđi u ki n t>0, ta đề ệ ược: α ktk+ α k−1tk−1 α α1t+ =00
M r ng: N u đ t ở ộ ế ặ t a= f x( ),đi u ki n h p t>0. Khi đó:ề ệ ẹ a2 ( )f x = t a2, 3 ( )f x = t3,...,akf x( ) =tk Và f x( ) 1
a t
− =
D ng 2:ạ Phương trình α 1ax+ α 2ax+ =α3 0 v i a.b=1ớ Khi đó đ t ặ t a= x,đi u ki n t<0 suy ra ề ệ x 1
b =t ta được: 1t 2 3 0 1t2 3t 2 0 t
α + + = ⇔ α α α + α α+ = M r ng: V i a.b=1 thì khi đ t ở ộ ớ ặ t a= f x( ),đi u ki n h p t>0, suy ra ề ệ ẹ f x( ) 1
b =t
D ng 3:ạ Phương trình α 1a2x+ α 2
( )
ab x+ α3b2x =0 khi đó chia 2 v c a phế ủ ương trình cho b2x>0 ( ho c ặ a2x, .( )
a b x), ta được: 1 2 2 3 0x x
a a
α b
α b α
+ + =
Đ t ặ ,
a x
t b
= đi u ki n t<0, ta đề ệ ược: α 1t2+ α α2t+ =3 0
M r ng: V i phở ộ ớ ương trình mũ có ch a các nhân t : ư ử a2f,b2f, .
( )
a b f, ta th c hi n theo các bự ệ ước sau:- Chia 2 v phế ương trình cho b2f >0 (ho cặ a2f, .
( )
a b f )- Đ tặ a f
t b
= đi u ki n h p t>0ề ệ ẹ D ng 4: Lạ ượng giác hoá.
Chú ý: Ta s d ng ngôn t đi u ki n h p t>0 cho trử ụ ừ ề ệ ẹ ường h p đ t ợ ặ t a= f x( )vì:
- N u đ t ế ặ t a= xthì t>0 là đi u ki n đúng.ề ệ
- N u đ t ế ặ t=2x2+1 thì t>0 ch là đi u ki n h p, b i th c ch t đi u ki n cho t ph i là ỉ ề ệ ẹ ớ ự ấ ề ệ ả t≥ 2. Đi u ki n này đ c bi t quan tr ng cho l p các bài toán có ch a tham s .ề ệ ặ ệ ọ ớ ứ ố
II. VD minh ho :ạ
VD1: Gi i phả ương trình: 4cotg x2 + 2sin12x − =3 0 (1) Gi i: Đi u ki n ả ề ệ sinx≠ ⇔ ≠ 0 x k k Zπ, ∈ (*)
Vì 12 2
1 cot
sin g x
x = + nên phương trình (1) được bi t dế ướ ại d ng:
4cotg x2 + 2.2cotg x2 − =3 0 (2)
Đ t ặ t= 2cotg x2 đi u ki n ề ệ t≥1 vì cotg x2 ≥ ⇔ 0 2cotg x2 ≥ =20 1 Khi đó phương trình (2) có d ng:ạ
2 1 cot 2 2
2 3 0 2 1 cot 0
3
cot 0 ,
2 t g x
t t g x
t
gx x π πk k Z
=
+ − = ⇔ = − ⇔ = ⇔ =
⇔ = ⇔ = + ∈ tho mãn (*)ả
V y phậ ương trình có 1 h nghi m ọ ệ , x= + π π2 k k Z∈ VD2: Gi i phả ương trình:
(
7 4 3+) (
x− 3 2− 3)
x+ =2 0Gi i: Nh n xét r ng: ả ậ ằ 7 4 3+ = +
(
2 3 ; 2) (
2 + 3 2)(
− 3)
=1Do đó n u đ t ế ặ t= +
(
2 3)
xđi u ki n t>0, thì:ề ệ(
2− 3)
x = 1t và(
7 4 3+)
x =t2Khi đó phương trình tương đương v i:ớ
( ) ( )
2 3 2
2
3 1
2 0 2 3 0 1 3 0
3 0( )
t t t t t t t
t t t vn
=
− + = ⇔ + − = ⇔ − + + = ⇔ + + =
(
2 3)
x 1 x 0⇔ + = ⇔ = V y phậ ương trình có nghi m x=0ệ
Nh n xét: ậ Nh v y trong ví d trên b ng vi c đánh giá: ư ậ ụ ằ ệ
( )
( )( )
7 4 3 2 3 2
2 3 2 3 1
+ = +
+ − =
Ta đã l a ch n đự ọ ượ ẩc n ph ụ t= +
(
2 3)
x cho phương trìnhVí d ti p theo ta s miêu t vi c l a ch n n ph thông qua đánh giá m r ng c a a.b=1, đó là:ụ ế ẽ ả ệ ự ọ ẩ ụ ở ộ ủ
. a b. 1
a b c
= ⇔ c c = t c là v i các phứ ớ ương trình có d ng: ạ A a. x+B b. x+ =C 0
Khi đó ta th c hi n phép chia c 2 v c a phự ệ ả ế ủ ương trình cho cx ≠0, đ nh n để ậ ược:
. 0
x x
a b
A B C
c c
+ + =
t đó thi t l p n ph ừ ế ậ ẩ ụ , 0 a x
t t
c
= > và suy ra b x 1
c t
=
VD3: Gi i phả ương trình: 22x2+1−9.2x2+x+22x+2 =0
Gi i: Chia c 2 v phả ả ế ương trình cho 22x+2 ≠0 ta được:
2 2 2 2
2 2 1 2 2 1 2 2 9
2 9.2 1 0 .2 .2 1 0
2 4
x − −x − x − −x + = ⇔ x− x− x −x+ =
2 2
2 2
2.2 x − x 9.2x −x 4 0
⇔ − + =
Đ t ặ t=2x2−x đi u ki n t>0. Khi đó phề ệ ương trình tương đương v i:ớ
2
2
2 2
2
1 2
4 2 2 2 1
2 9 4 0 12 2 2 1 2
x x x x
t x x x
t t
t x x x
−
− −
= = − = = −
− + = ⇔ = ⇔ = ⇔ − = − ⇔ = V y phậ ương trình có 2 nghi m x=-1, x=2.ệ
Chú ý: Trong ví d trên, vì bài toán không có tham s nên ta s d ng đi u ki n cho n ph ch làụ ố ử ụ ề ệ ẩ ụ ỉ t>0 và chúng ta đã th y v i ấ ớ 1
t= 2vô nghi m. Do v y n u bài toán có ch a tham s chúng ta c n xácệ ậ ế ứ ố ầ đ nh đi u ki n đúng cho n ph nh sau: ị ề ệ ẩ ụ ư
2
2 1
2 4
4
1 1 1 1
2 2
2 4 4 2
x x
x − =x x− − ≥ − ⇔ − ≥ ⇔ ≥t VD4: Gi i phả ương trình: 3 3(11) 12
2 6.2 1
2 2
x x
x− x
− − + =
Gi i: Vi t l i phả ế ạ ương trình có d ng:ạ
3 3 3
2 2
2 6 2 1
2 2
x x
x x
− − − =
(1)
Đ t ặ
3 3
3 3
3
2 2 2 2
2 2 2 3.2 2 6
2 2 2 2
x x x x x
x x x x
t= − ⇒ − = − + − = +t t Khi đó phương trình (1) có d ng: ạ 3 2
6 6 1 1 2 1
2
x
t + − = ⇔ = ⇔t t t − x = Đ t ặ u=2 ,x u>0 khi đó phương trình (2) có d ng: ạ
2 1(1)
1 2 0 2 2 2 1
2 2
u x
u u u u u x
u
= −
− = ⇔ − − = ⇔ = ⇔ = ⇔ = ⇔ =
V y phậ ương trình có nghi m x=1ệ
Chú ý: Ti p theo chúng ta s quan tâm đ n vi c s d ng phế ẽ ế ệ ử ụ ương pháp lượng giác hoá.
VD5: Gi i phả ương trình: 1+ 1 2− 2x = +
(
1 2 1 2− 2x)
.2xGi i: Đi u ki n ả ề ệ 1 2− 2x ≥ ⇔0 22x≤ ⇔ ≤1 x 0 Nh v y ư ậ 0 2< x≤1, đ t ặ 2 sin , 0;
2
x = t t∈ π Khi đó phương trình có d ng: ạ
( ) ( )
2 2
1 1 sin sin 1 2 1 sin 1 cos 1 2cos sin
3 3
2 cos sin sin 2 2 cos 2sin cos 2 cos 1 2 sin 0
2 2 2 2 2 2
cos 0(1) 1
2 1
2 6 2
3 2 2 1 0
sin 2 2 2
x
x
t t t t t t
t t t t t t
t t
t t x
t t x
π π
+ − = + − ⇔ + = +
⇔ = + ⇔ = ⇔ − =
= =
= = −
⇔ = ⇔ = ⇔ = ⇔ =
V y phậ ương trình có 2 nghi m x=-1, x=0.ệ
BÀI TOÁN 4: S D NG PHỬ Ụ ƯƠNG PHÁP Đ T N PH - D NG 2Ặ Ẩ Ụ Ạ I. Phương pháp:
Phương pháp dùng n ph d ng 2 là vi c s d ng 1 n ph chuy n phẩ ụ ạ ệ ử ụ ẩ ụ ể ương trình ban đ u thành 1ầ phương trình v i 1 n ph nh ng các h s v n còn ch a x.ớ ẩ ụ ư ệ ố ẫ ứ
Phương pháp này thường s d ng đ i v i nh ng phử ụ ố ớ ữ ương trình khi l a ch n n ph cho 1 bi uự ọ ẩ ụ ể th c thì các bi u th c còn l i không bi u di n đứ ể ứ ạ ể ễ ược tri t đ qua n ph đó ho c n u bi u di nệ ể ẩ ụ ặ ế ể ễ được thì công th c bi u di n l i quá ph c t p.ứ ể ễ ạ ứ ạ
Khi đó thường ta được 1 phương trình b c 2 theo n ph ( ho c v n theo n x) có bi t s ậ ẩ ụ ặ ẫ ẩ ệ ố ∆ là m t s chính phộ ố ương.
II. VD minh ho :ạ
VD1: Gi i phả ương trình: 32x−
(
2x+9 .3)
x+9.2x =0Gi i: Đ t ả ặ t =3x, đi u ki n t>0. Khi đó phề ệ ương trình tương đương v i:ớ
( ) ( )
2( )
22 9
2 9 9.2 0; 2 9 4.9.2 2 9
2
x x x x x
x
t t t
t
=
− + + = ∆ = + − = + ⇒ =
Khi đó:
+ V i ớ t= ⇔9 3x = ⇔ =9 t 2
+ V i ớ 3
2 3 2 1 0
2
x
x x x
t= ⇔ = ⇔ = ⇔ =x V y phậ ương trình có 2 nghi m x=2, x=0.ệ
VD2: Gi i phả ương trình: 9x2 +
(
x2−3 3)
x2−2x2+ =2 0Gi i: Đ t ả ặ t =3x2đi u ki n ề ệ t≥1 vì x2≥ ⇔0 3x2 ≥30 =1
Khi đó phương trình tương đương v i: ớ t2+
(
x2−3)
t−2x2+ =2 0(
x2 3) (
2 4 2x2 2) (
x2 1)
2 tt =12 x2∆ = − − − + = + ⇒ = − Khi đó:
+ V i ớ t= ⇔2 3x2 = ⇔2 x2 =log 23 ⇔ = ±x log 23 + V i ớ t= −1 x2 ⇔3x2 = −1 x2 ta có nh n xét:ậ
2
2
1 1 3 1
1 1 1 1 0
VT VT x
VP VP x x
≥ = =
⇒ ⇔ ⇔ =
≥ = − =
V y phậ ương trình có 3 nghi m ệ x= ± log 2;3 x=0
BÀI TOÁN 5: S D NG PHỬ Ụ ƯƠNG PHÁP Đ T N PH - D NG 3Ặ Ẩ Ụ Ạ I. Phương pháp:
Phương pháp dùng n ph d ng 3 s d ng 2 n ph cho 2 bi u th c mũ trong phẩ ụ ạ ử ụ ẩ ụ ể ứ ương trình và khéo léo bi n đ i phế ổ ương trình thành phương trình tích.
II. VD minh ho :ạ
VD1: Gi i phả ương trình: 4x2− +3x 2+4x2+ +6x 5 =42x2+ +3x 7+1
Gi i: Vi t l i phả ế ạ ương trình dướ ại d ng: 4x2− +3x 2+42x2+ +6x 5=4x2− +3x 2.42x2+ +6x 5+1 Đ t ặ
2
2
3 2
2 6 5
4 , , 0
4
x x
x x
u u v
v
− + + +
= >
=
Khi đó phương trình tương đương v i:ớ
( ) ( )
1 1 1 0
u v uv+ = + ⇔ u− − =v
2
2
3 2 2
2 6 5 2
1
1 4 1 3 2 0 2
1 4 1 2 6 5 1
5
x x
x x
x
u x x x
v x x x
x
− + + +
=
= = − + = =
⇔ = ⇔ = ⇔ + + ⇔ = −
= −
V y phậ ương trình có 4 nghi m.ệ
VD2: Cho phương trình: m.2x2− +5x 6+21−x2 =2.26 5− x+m(1) a) Gi i phả ương trình v i m=1ớ
b) Tìm m đ phể ương trình có 4 nghi m phân bi t.ệ ệ Gi i: Vi t l i phả ế ạ ương trình dướ ại d ng:
2 2 2 2 2 ( )2
2 2 2 2
( 5 6) 1
5 6 1 7 5 5 6 1
5 6 1 5 6 1
.2 2 2 .2 2 2
.2 2 2 .2
x x x
x x x x x x x
x x x x x x
m m m m
m m
− + + −
− + − − − + −
− + − − + −
+ = + ⇔ + = +
⇔ + = +
Đ t: ặ
2
2
5 6 1
2 , , 0
2
x x
x
u u v
v
− +
−
= >
=
. Khi đó phương trình tương đương v i:ớ
( ) ( )
2
2
2
5 6 1
1
1 2 1 3
1 0 2
2 2 (*)
x x
x
x
u x
mu v uv m u v m x
v m m
m
− +
− −
=
= =
+ = + ⇔ − − = ⇔ = ⇔ = ⇔ = = V y v i m i m phậ ớ ọ ương trình luôn có 2 nghi m x=3, x=2ệ
a) V i m=1, phớ ương trình (*) có d ng: ạ 21−x2 = ⇔ −1 1 x2 = ⇔0 x2 = ⇔ = ±1 x 1 V y v i m=1, phậ ớ ương trình có 4 nghi m phân bi t: x=3, x=2, x=ệ ệ ±1
b) Đ (1) có 4 nghi m phân bi tể ệ ệ ⇔(*)có 2 nghi m phân bi t khác 2 và 3.ệ ệ
(*) 2 2
2 2
0 0
1 log 1 log
m m
x m x m
> >
⇔ − = ⇔ = − . Khi đó đi u ki n là:ề ệ
( )
2 2 2
0
0 2
1 log 0 1 0; 2 \ 1; 1
1 log 4 8 8 256
1
1 log 9
256 m
m m
m m m
m
m m
>
>
<
− >
⇔ ⇔ ∈
− ≠ ≠
− ≠
≠
V y v i ậ ớ m∈
( )
0; 2 \1 18 256; tho mãn đi u ki n đ u bài.ả ề ệ ầ
BÀI TOÁN 6: S D NG PHỬ Ụ ƯƠNG PHÁP Đ T N PH - D NG 4Ặ Ẩ Ụ Ạ I. Phương pháp:
Phương pháp dùng n ph d ng 4 là vi c s d ng k n ph chuy n phẩ ụ ạ ệ ử ụ ẩ ụ ể ương trình ban đ u thành 1ầ h phệ ương trình v i k n ph .ớ ẩ ụ
Trong h m i thì k-1 thì phệ ớ ương trình nh n đậ ượ ừc t các m i liên h gi a các đ i lố ệ ữ ạ ượng tương ứng.
Trường h p đ c bi t là vi c s d ng 1 n ph chuy n phợ ặ ệ ệ ử ụ ẩ ụ ể ương trình ban đ u thành 1 h phầ ệ ương trình v i 1 n ph và 1 n x, khi đó ta th c hi n theo các bớ ẩ ụ ẩ ự ệ ước:
Bước 1: Đ t đi u ki n có nghĩa cho các bi u tặ ề ệ ể ượng trong phương trình.
Bước 2: Bi n đ i phế ổ ương trình v d ng: ề ạ f x ,ϕ
( )
x = 0Bước 3: Đ t ặ y=ϕ
( )
x ta bi n đ i phế ổ ương trình thành h :ệ( )
(
;)
0y x
f x y ϕ
=
=
II. VD minh ho : ạ
VD1: Gi i phả ương trình: 81 2 1 181
2 1 2 2 2 2 2
x
x− + x = x− −x
+ + + +
Gi i: Vi t l i phả ế ạ ương trình dướ ại d ng: 81 1 1 1 181 2x− 1 2+ −x 1 2= x− 2−x 2
+ + + +
Đ t: ặ
1 1
2 1
, , 1
2 1
x x
u u v
v
−
−
= +
>
= +
Nh n xét r ng: ậ ằ u v. =
(
2x−1+1 . 2) (
1−x+ =1)
2x−1+21−x+ = +2 u vPhương trình tương đương v i h :ớ ệ
8 1 18 8 18 2
9; 9 8 u v u v
u v u v
u v uv u v
u v uv
+ = + = = =
+ ⇔ ⇔
+ = = =
+ =
+ V i u=v=2, ta đớ ược:
1 1
2 1 2
2 1 2 1
x
x x
−
−
+ =
⇔ =
+ =
+ V i u=9 và ớ 9
v=8, ta được:
1
1
2 1 9
9 4
2 1
8
x
x x
−
−
+ =
⇔ =
+ =
V y phậ ương trình đã cho có các nghi m x=1 và x=4.ệ VD2: Gi i phả ương trình: 22x− 2x+ =6 6
Gi i: Đ t ả ặ u=2x, đi u ki n u>0. Khi đó phề ệ ương trình thành: u2− u+ =6 6 Đ t ặ v= u+6,đi u ki n ề ệ v≥ 6⇒v2 = +u 6
Khi đó phương trình được chuy n thành h :ể ệ
( ) ( ) ( )
2
2 2
2
6 0
0 1 0
6
u v u v
u v u v u v u v
v u u v
= + − =
⇔ − = − − ⇔ − + = ⇔
= + + + =
+ V i u=v ta đớ ược: 2 3
6 0 2 3 8
2(1) u x
u u x
u
=
− − = ⇔ = − ⇔ = ⇔ = + V i u+v+1=0 ta đớ ược:
2
2
1 21
21 1 21 1
5 0 2 2 log
2 2
1 21 2 (1)
x
u
u u x
u
= − +
− −
+ − = ⇔ ⇔ = ⇔ =
= − −
V y phậ ương trình có 2 nghi m là x=8 và x=ệ 2 21 1
log .
2
−
BÀI 7: S D NG TÍNH CH T Đ N ĐI U C A HÀM SÔỬ Ụ Ấ Ơ Ệ Ủ I. Phương pháp:
S d ng các tính ch t c a hàm s đ gi i phử ụ ấ ủ ố ể ả ương trình là d ng toán khá quen thu c. Ta có 3ạ ộ hướng áp d ng:ụ
Hướng1: Th c hi n các bự ệ ước sau:
Bước 1: Chuy n phể ương trình v d ng: f(x)=kề ạ
Bước 2: Xét hàm s y=f(x). Dùng l p lu n kh ng đ nh hàm s đ n đi u( gi s đ ngố ậ ậ ẳ ị ố ơ ệ ả ử ồ bi n)ế
Bước 3: Nh n xét:ậ
+ V i ớ x x= 0 ⇔ f x
( )
= f x( )
0 =k do đó x x= 0là nghi mệ+ V i ớ x x> 0 ⇔ f x
( )
> f x( )
=k do đó phương trình vô nghi mệ + V i ớ x x< 0 ⇔ f x( )
< f x( )
0 =kdo đó phương trình vô nghi m.ệ V y ậ x x= 0 là nghi m duy nh t c a phệ ấ ủ ương trình.Hướng 2: Th c hi n theo các bự ệ ước:
Bước 1: Chuy n phể ương trình v d ng: f(x)=g(x)ề ạ
Bước 2: Xét hàm s y=f(x) và y=g(x). Dùng l p lu n kh ng đ nh hàm s y=f(x) là ố ậ ậ ẳ ị ố Là đ ng bi n còn hàm s y=g(x) là hàm h ng ho c ngh ch bi nồ ế ố ằ ặ ị ế
Xác đ nh ị x0 sao cho f x
( )
0 =g x( )
0Bước 3: V y phậ ương trình có nghi m duy nh t ệ ấ x x= 0
Hướng 3: Th c hi n theo các bự ệ ước:
Bước 1: Chuy n phể ương trình v d ng: f(u)=f(v) (3)ề ạ
Bước 2: Xét hàm s y=f(x). Dùng l p lu n kh ng đ nh hàm s đ n đi u ( gi s ố ậ ậ ẳ ị ố ơ ệ ả ử đ ng bi n)ồ ế
Bước 3: Khi đó: (3)⇔ =u v v iớ ∀u v D, ∈ f II. VD minh ho : ạ
VD1: Gi i phả ương trình: x+2.3log2x =3 (1)
Gi i: Đi u ki n x>0. Bi n đ i phả ề ệ ế ổ ương trình v d ng: ề ạ 2.3log2x = −3 x (2) Nh n xét r ng: ậ ằ
+ V ph i c a phế ả ủ ương trình là m t hàm ngh ch bi n.ộ ị ế + V trái c a phế ủ ương trình là m t hàm đ ng bi n.ộ ồ ế
Do v y n u phậ ế ương trình có nghi m thì nghi m đó là duy nh t.ệ ệ ấ Nh n xét r ng x=1 là nghi m c a phậ ằ ệ ủ ương t rình (2) vì 2.3log2x= −3 1
V y x=1 là nghi m duy nh t c a phậ ệ ấ ủ ương trình.
VD2: Gi i phả ương trình: log3
(
x2− + + +3x 2 2)
15 3x x− −2 1=2 (1)Gi i: Đi u ki n: ả ề ệ 2 1
3 2 0
2 x x x
x
≤
− + ≥ ⇔ ≥
Đ t ặ u= x2− +3x 2, đi u ki n ề ệ u≥0 suy ra: x2− + =3x 2 u2 ⇔3x x− − = −2 1 1 u2 Khi đó (1) có d ng: ạ
( )
1 2
3
log 2 1 2
5
u
u
−
+ + =
Xét hàm s : ố
( ) ( )
1 2
2
3 3
1 1
( ) log 2 log 2 .5
5 5
x
f x x x x
−
= + + = + + + Mi n xác đ nh ề ị D=
[
0;+∞)+ Đ o hàm: ạ
( )
1 1 2
.2 .5 .ln 3 0, 2 ln 3 5
f x x x D
= x + > ∀ ∈
+ . Suy ra hàm s tăng trên Dố
M t khác ặ f
( )
1 =log 1 23(
+ +)
17.5 2.=Do đó, phương trình (2) được vi t dế ướ ại d ng:
( ) ( )
1 1 2 3 2 1 3 2 5f u = f ⇔ = ⇔u x − + = ⇔ =x x ± V y phậ ương trình có hai nghi m ệ 3 5
x= ±2
VD2: Cho phương trình: 5x2+2mx+2−52x2+4mx+2 =x2+2mx m+ a) Gi i phả ương trình v i ớ 4
m= −5 b) Gi i và bi n lu n phả ệ ậ ương trình
Gi i: Đ t ả ặ t =x2 +2mx+2 phương trình có d ng: ạ 5t+ =t 52t m+ −2 + + −2t m 2 (1) Xác đ nh hàm s ị ố f t
( )
= +5t t+ Mi n xác đ nh D=Rề ị
+ Đ o hàm: ạ f =5 .ln 5 1 0,t + > ∀ ∈ ⇒x D hàm s tăng trên Dố
V y (1) ậ ⇔ f t
( )
= f(
2t m+ − ⇔ = + − ⇔ + − = ⇔2)
t 2t m 2 t m 2 0 x2+2mx m+ =0 (2) a) V i ớ 4m= −5ta được: 2 2 8 4 2
0 5 8 4 0 2
5 5
5 x
x x x x
x
= + − = ⇔ − − = ⇔
= −
V y v i ậ ớ 4
m= −5 phương trình có 2nghi m ệ 2
2; 5
x= x= − b) Xét phương trình (2) ta có: ∆ =' m2−m
+ N u ế ∆ < ⇔' 0 m2− < ⇔ < <m 0 0 m 1. Phương trình (2) vô nghi mệ ⇔phương trình (1) vô nghi m.ệ
+ N u ế ∆ = ⇔' 0 m=0 ho c m=1.ặ
v i m=0 phớ ương trình có nghi m kép x=0ệ v i m=1 phớ ương trình có nghi m kép xệ 0=-1
+ N u ế 1
' 0 0
m m
>
∆ > ⇔ < phương trình (2) có 2 nghi m phân bi t ệ ệ x1,2 = − ±m m2 −m đó cũng là nghi m kép c a (1)ệ ủ
K t lu n: ế ậ
V i m=0 phớ ương trình có nghi m kép x=0ệ V i m=1 phớ ương trình có nghi m kép xệ 0=-1 V i 0<m<1 phớ ương trình vô nghi mệ
V i m>1 ho c m<0 phớ ặ ương trình có 2 nghi m ệ x1,2 = − ±m m2−m
BÀI TOÁN 8: S D NG GIÁ TR L N NH T VÀ NH NH T C A HÀM SỬ Ụ Ị Ớ Ấ Ỏ Ấ Ủ Ố I. Phương pháp:
V i phớ ương trình có ch a tham s : f(x,m)=g(m). Chúng ta th c hi n các bư ố ự ệ ước sau:
Bước 1: L p lu n s nghi m c a (1) là s giao đi m c a đ th hàm s (C): y=f(x,m) và đậ ậ ố ệ ủ ố ể ủ ồ ị ố ường th ng (d): y=g(m).ẳ
Bước 2: Xét hàm s y=f(x,m)ố + Tìm mi n xác đ nh Dề ị
+ Tính đ o hàm y’ ròi gi i phạ ả ương trình y’=0 + L p b ng bi n thiên c a hàm sậ ả ế ủ ố
Bước 3: K t lu n:ế ậ
+ Phương trình có nghi m ệ ⇔min f x m
(
,)
≤g m( ) max≤ f x m x D(
,)
( ∈ )+ Phương trình có k nghi m phân bi tệ ệ ⇔(d) c t (C) t i k đi m phân bi tắ ạ ể ệ + Phương trình vô nghi m ệ ⇔
( ) ( )
d I C = ∅II. VD minh ho :ạ
VD1: Cho phương trình: 3x2− +2x 2 +22(x2− +2x 2) + −x2 2x m= −2 a) Gi i phả ương trình v i m=8ớ
b) Gi i phả ương trình v i m=27ớ c) Tìm m đ phể ương trình có nghi mệ
Gi i: Vi t l i phả ế ạ ương trình dướ ại d ng:3x2− +2x 2+4x2− +2x 2+ −x2 2x+ =2 m S nghi m c a phố ệ ủ ương trình là s giao đi m c a đ th hàm s :ố ể ủ ồ ị ố
y=3x2− +2x 2+4x2− +2x 2+ −x2 2x+2 v i đớ ường th ng y=mẳ Xét hàm s ố y=3x2− +2x 2+4x2− +2x 2+ −x2 2x+2 xác đ nh trên D=Rị Gi i h n: ớ ạ limy= +∞
B ng bi n thiên: vì 3>1, 4>1 nên s bi n thiên c a hàm s ph thu c vào s bi n thiên cc a hàmả ế ự ế ủ ố ụ ộ ự ế ủ s ố t=x2−2x+2 ta có:
a) V i m=8 phớ ương trình có nghi m duy nh t x=1ệ ấ
b) V i m=27 phớ ương trình có 2 nghi m phân bi t x=0 và x=2ệ ệ c) Phương trình có nghi m khi m>8ệ
VD2: V i giá tr nào c a m thì phớ ị ủ ương trình:
2 4 3
4 2
1 1
5
x x
m m
− + = − +
có 4 nghi m phân bi tệ ệ Gi i: Vì ả m4−m2 + >1 0 v i m i m do đó phớ ọ ương trình tương đương v i:ớ
2 1
(
4 2)
5
4 3 log 1
x − x+ = m −m + Đ tặ 1
(
4 2)
5
log m −m + =1 a, khi đó: x2−4x+ =3 a
Phương trình ban đ u có 4 nghi m phân bi t ầ ệ ệ ⇔phương trình (1) có 4 nghi m phân bi tệ ệ
⇔đường th ng y=a c t đ th hàm s ẳ ắ ồ ị ố y= x2−4x+3 t i 4 đi m phân bi tạ ể ệ Xét hàm s : ố
2 2
2
4 3 1 3
4 3
4 3 1 3
x x khix hoacx
y x x
x x khi x
− + ≤ ≥
= − + = − − + ≤ ≤
Đ oạ hàm: 2 4 1 3
' 2 4 1 3
x khix hoacx
y x khi x
− < >
= − + < <
B ng bi n thiên:ả ế
T đó, đừ ường th ng y=a c t đ th hàm sẳ ắ ồ ị ốy= x2−4x+3 t i 4 đi m phân bi t ạ ể ệ
(
4 2)
4 21 5
0 1 0 log 1 1 1 1 1 0 1
a m m 5 m m m
⇔ < < ⇔ < − + < ⇔ < − + < ⇔ < <
V y v i ậ ớ 0< m <1 phương trình có 4 nghi m phân bi t.ệ ệ
VD3: Gi i và bi n lu n theo m s nghi m c a phả ệ ậ ố ệ ủ ương trình: 2x+ =3 m 4x+1 Gi i: Đ t ả ặ t =2 ,x t >0phương trình được vi t dế ướ ại d ng:
2 2 3
3 1
1
t m t t m
t
+ = + ⇔ + =
+ (1)
S nghi m c a (1) là s giao đi m c a đ th hàm s (C): ố ệ ủ ố ể ủ ồ ị ố 2 3 1 y t
t
= +
+ v i đớ ường th ng (d):y=mẳ Xét hàm s : ố 2 3
1 y t
t
= +
+ xác đ nh trên ị D
(
0;+∞)
+ Đ o hàm: ạ y'=
(
t2+1 31−)
tt2+1; ' 0y = ⇔ − = ⇔1 3t 0 t13+ Gi i h n: ớ ạ limy=1
(
t→ +∞)
+ B ng bi n thiên:ả ế
Bi n lu n: ệ ậ
V i ớ m≤1 ho c ặ m> 10 phương trình vô nghi mệ
V i ớ 1< ≤m 3 ho c ặ m= 10 phương trình có nghi m duy nh tệ ấ V iớ 3< <m 10 phương trình có 2 nghi m phân bi tệ ệ
CH Đ II:B T PHỦ Ề Ấ ƯƠNG TRÌNH MŨ
B ÀI TOÁN I: S D NG PHỬ Ụ ƯƠNG PHÁP BI N Đ I TẾ Ổ ƯƠNG ĐƯƠNG
I. Phương pháp:
Ta s d ng các phép bi n đ i tử ụ ế ổ ương đương sau:
D ng 1:ạ V i b t phớ ấ ương trình: ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
1
0 1
f x g x
a
f x g x
a a
a f x g x
>
<
< ⇔ < <>
ho c ặ
( ) ( ) ( )
0
1 0
a
a f x g x
>
− − <
D ng 2:ạ V i b t phớ ấ ương trình: ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
1 1
0 1
f x g x
a
f x g x
a a a
a f x g x
>
≤
≤ ⇔ =
< <
≥
ho c ặ
( ) ( ) ( )
0
1 0
a
a f x g x
>
− − ≤
Chú ý: C n đ c bi t l u ý t i giá tr c a c s a đ i v i b t phầ ặ ệ ư ớ ị ủ ơ ố ố ớ ấ ương trình mũ.
II. VD minh ho :ạ
VD1: Gi i các b t phả ấ ương trình:
a) 2
1 2
1 2
2
x
x x
−
− ≤
b)
(
10 3+) (
xx−−13 < 10 3+)
xx++13Gi i: ả
a) Bi n đ i tế ổ ương đương b t phấ ương trình v d ng:ề ạ
( )
2 2 1 2
2
2 2
1 0
2 0
1 1
2 1 2
1 0
2 2
2 1
x x x
x
x x
x x x x
x
x x x
− −
− ≤
− ≥
≤ ⇔ − ≥ − ⇔ ⇔ ≥
− >
− ≥ −
V y nghi m c a b t phậ ệ ủ ấ ương trình là x≥2
Chú ý: Đ tránh sai sót không đáng có khi bi n đ i b t phể ế ổ ấ ương trình mũ v i c s nh h n 1 cácớ ơ ố ỏ ơ em h c sinh nên l a ch n cách bi n đ i: ọ ự ọ ế ổ
2 2
1 2 1 2 2
2
1 2 2 2 2 1 2 1 2
2
x x x x
x x − − − − x x x x x x x
− ≤ ⇔ ≤ ⇔ − − ≤ − ⇔ − ≥ − ⇔ ≥
b) Nh n xét r ng: ậ ằ
(
10 3+)(
10 3− = ⇒)
1 10 3− =(
10 3+)
−1Khi đó b t phấ ương trình được vi t dế ướ ại d ng:
( ) ( ) ( )
( ) ( )
3 1 3 1
1 3 1 3
2
10 3 10 3 10 3 1
3 5
3 1 5
0 0
1 3 1 3 1 5
x x x x
x x x x
x x x x
x x x x x
− + − + +
− + − +
+ ≤ + ⇔ + <
− < < −
− + −
⇔ − + + < ⇔ − + < ⇔ < <
V y nghi m c a b t phậ ệ ủ ấ ương trình là:
(
− −3; 5) ( )
∪ 1; 5BÀI TOÁN 2: S D NG PHỬ Ụ ƯƠNG PHÁP LOGARIT HOÁ VÀ Đ A V CÙNG C SƯ Ề Ơ Ố I. Phương pháp:
Để chuy n n s kh i s mũ lu th a ngể ẩ ố ỏ ố ỹ ừ ười ta có th logarit hoá theo cùng 1 c s c hai v c aể ơ ố ả ế ủ b t phấ ương trình mũ. Chúng ta l u ý 1 s trư ố ường h p c b n sau cho các b t phợ ơ ả ấ ương trình mũ:
D ng 1ạ : V i b t phớ ấ ương trình: af x( )<b( v i b>0)ớ
( ) ( )
1 log
0 1
log
a
a
a
f x b
a
f x b
>
<
⇔ < <>
D ng 2ạ : V i b t phớ ấ ương trình:
( )
( )
1 0 0
1 ( ) log
0 1
( ) log
f x
a
a
a f x b
a b a
f x b
a
f x b
>
≠
<
> ⇔ > >
< <
<
D ng 3ạ : V i b t phớ ấ ương trình: af x( )>bg x( ) ⇔lgaf x( ) >lgbg x( ) ⇔ f x( ).lga g x> ( ).lgb ho c có thặ ể s d ng logarit theo c s a hay b.ử ụ ơ ố
II. VD minh ho : ạ
VD: Gi i b t phả ấ ương trình: 49.2x2 >16.7x
Gi i: Bi n đ i tả ế ổ ương đương phương trình v d ng: ề ạ 2x−4 >7x−2 L y logarit c s 2 hai v phấ ơ ố ế ương trình ta được:
⇔log 22 x2−4 >log 72 x−2 ⇔ x2− > −4
(
x 2 log 7)
2 ⇔ f x( )=x2−xlog 7 2log 7 4 02 + 2 − >Ta có: ∆ =log 7 8log 7 1622 − 2 + =
(
log 7 42 − = −) (
4 log 72)
2. Suy ra f(x)=0 có nghi m:ệ2
(
2)
11,2
2 2 1
2 log 7 4 log 7
log 7 2 2
x x
x x
=
± −
= ⇔ = − <
V y b t phậ ấ ương trình có nghi m x>2 ho c ệ ặ x<log 7 22 −
BÀI TOÁN 3: S D NG PHỬ Ụ ƯƠNG PHÁP Đ T N PH - D NG 1Ặ Ẩ Ụ Ạ I. Phương pháp:
M c đích chính c a phụ ủ ương pháp này là chuy n các bài toán đã cho v b t phể ề ấ ương trình đ i sạ ố quen bi t đ c bi t là các b t phế ặ ệ ấ ương trình b c 2 ho c các h b t phậ ặ ệ ấ ương trình.
II. VD minh ho : ạ
VD1: Gi i b t phả ấ ương trình :
(
2x−2) (
2 < 2x+2 1) ( − 2x−1)2
Gi i: Đi u ki n ả ề ệ 2x− ≥ ⇔ ≥1 0 x 0.
Đ tặ t= 2x−1, đi u ki n ề ệ t≥0, khi đó: 2x = +t2 1. B t phấ ương trình có d ng:ạ
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2 2
2 2 2
1 2 1 2 1 1 3 1
1 3 1 0 1 1 3 0
t t t t t t
t t t t t t
+ − < + + − ⇔ − < + −
⇔ − − + − < ⇔ − + − + <
(
1) (
2 2 2)
0(
1)
3 12x 1 1 2x 2 1
t t t t
x
⇔ − − < ⇔ − ⇔ <
⇔ − < ⇔ < ⇔ <
V y nghi m c a b t phậ ệ ủ ấ ương trình là
[
0;1)VD2: Gi i b t phả ấ ương trình:
(
9+ 3 11 2+) (
x+2 5 2 6+) (
x−2 3− 2)
x<1Gi i: Nh n xét r ng: ả ậ ằ
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )( )
3 3
2 2
9 3 11 2 3 2 3 2
5 2 6 3 2 3 2
3 2 3 2 3 2 3 2 1
x x x
x x x
x x x
+ = + = +
+ = + = +
+ − = + − =
Do đó n u đ t ế ặ t=
(
3+ 2)
x, đi u ki n t>0 thì ề ệ(
3− 2)
x=1tKhi đó b t phấ ương trình tương đương v i: ớ
( ) ( ) ( )
3 2 4 3
2
2 21 1 2 2 1
1 2 1 0 2 1
t t t t t
t
t t t t t
+ − < ⇔ + − − <
⇔ − + + + < ⇔ − < <
K t h p v i đi u ki n c a t ta đế ợ ớ ề ệ ủ ược: 0< < ⇔ +t 1
(
2 3)
x< ⇔ <1 x 0 V y nghi m c a b t phậ ệ ủ ấ ương trình là x<0.VD3: Gi i b t phả ấ ương trình:
(
5+ 21) (
x+ −5 21)
x≤2x+log 52Gi i: Chia 2 v b t phả ế ấ ương trình cho 2x >0ta được: 5 21 5 21
2 2 5
x x
+ + − ≤
Nh n xét r ng: ậ ằ 5 21 5 21
. 1
2 2
x x
+ − =
Nên n u đ t ế ặ 5 21 2
x
t +
= đi u ki n t>0 thì ề ệ 5 21 1 2
x
t
− =
. Khi đó b t phấ ương trình có d ng:ạ
1 2 5 21 5 21
5 5 1 0
2 2
5 21 5 21 5 21
1 1
2 2 2
x
t t t t
t
x
− +
+ ≤ ⇔ − + ≤ ⇔ ≤ ≤
− + +
⇔ ≤ ≤ ⇔ − ≤ ≤
V y nghi m c a phậ ệ ủ ương trình là:
[
−1;1]
VD4: Gi i b t phả ấ ương trình : 2.52
5 3 5
5 4
x