GIẢI PHƯƠNG TRÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ

Học Lớp

Administrator
Thành viên BQT
Những kỹ thuật qua trọng để giải phương trình giải bằng phương pháp đánh giá ta thường sử dụng là:
+ Dùng hằng đẳng thức: \({A_1}^2 + {A_2}^2 + ..{A_n}^2 = 0 \Leftrightarrow {A_1} = {A_2} = .. = {A_n} = 0\)
+ Dùng các bất đẳng thức cổ điển Cô si, Bunhiacopxki, Bất đẳng thức hình học
+ Dùng phương pháp khảo sát hàm số để tìm \(GTLN,GTNN\):
Ví dụ 1: Giải các phương trình sau:
a) \(4{x^2} + 3x + 3 = 4x\sqrt {x + 3} + 2\sqrt {2x - 1} \).
b) \(13\sqrt {x - 1} + 9\sqrt {x + 1} = 0\).
c) \(x\left( {5{x^3} + 2} \right) - 2\left( {\sqrt {2x + 1} - 1} \right) = 0\) (Trích đề tuyển sinh lớp 10 chuyên Toán Trường chuyên Amsterdam 2014).
d) \(\sqrt {x - 1} + 2\sqrt {y - 4} + 3\sqrt {z - 9} = \frac{1}{2}\left( {x + y + z} \right)\)
Lời giải:
a) Điều kiện \(x \ge \frac{1}{2}\).
Ta viết lại phương trình thành: \(4{x^2} - 4x\sqrt {x + 3} + \left( {x + 3} \right) + 2x - 1 - 2\sqrt {2x - 1} + 1 = 0\) \( \Leftrightarrow {\left( {2x - \sqrt {x + 3} } \right)^2} + {\left( {\sqrt {2x - 1} - 1} \right)^2} = 0 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}2x - \sqrt {x + 3} = 0\\\sqrt {2x - 1} - 1 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow x = 1\).
b) Điều kiện: \(x \ge 1\).
Ta viết lại phương trình thành: \(13\left( {x - 1 - \sqrt {x - 1} + \frac{1}{4}} \right) + 9\left( {x + 1 - 3\sqrt {x + 1} + \frac{9}{4}} \right) = 0\) \( \Leftrightarrow 13{\left( {\sqrt {x - 1} - \frac{1}{2}} \right)^2} + 9{\left( {\sqrt {x + 1} - \frac{3}{2}} \right)^2} = 0 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\sqrt {x - 1} - \frac{1}{2} = 0\\\sqrt {x + 1} - \frac{3}{2} = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow x = \frac{5}{4}\).
c) Điều kiện \(x \ge - \frac{1}{2}\).
Ta viết lại phương trình thành: \(5{x^4} + \left( {2x + 1 - 2\sqrt {2x + 1} + 1} \right) = 0 \Leftrightarrow 5{x^4} + {\left( {\sqrt {2x + 1} - 1} \right)^2} = 0 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0\\\sqrt {2x + 1} - 1 = 0\end{array} \right.\) Suy ra \(x = 0\) là nghiệm duy nhất của phương trình.
d) Điều kiện \(x \ge 1;y \ge 4;z \ge 9\)
ta viết lại phương trình thành: \(2\sqrt {x - 1} + 4\sqrt {y - 4} + 6\sqrt {z - 9} = x + y + z\) \( \Leftrightarrow x - 1 - 2\sqrt {x - 1} + 1 + y - 4 - 4\sqrt {y - 4} + 4 + z - 9 - 6\sqrt {z - 9} + 9 = 0\)
\({\left( {\sqrt {x - 1} - 1} \right)^2} + {\left( {\sqrt {y - 4} - 2} \right)^2} + {\left( {\sqrt {z - 9} - 3} \right)^2} = 0 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\sqrt {x - 1} - 1 = 0\\\sqrt {y - 4} - 2 = 0\\\sqrt {z - 9} - 3 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 2\\y = 8\\z = 18\end{array} \right.\)
Ví dụ 2: Giải các phương trình sau:
a) \(16{x^4} + 5 = 6\sqrt[3]{{4{x^3} + x}}\)
b) \(4{x^4} + {x^2} + 3x + 4 = 3\sqrt[3]{{16{x^3} + 12x}}\)
c) \(96{x^2} - 20x + 2 + x\sqrt {8x - 1} - \sqrt[3]{{4x(8x + 1)}} = 0\)
Giải:
a) Vì \(16{x^4} + 5 > 0\) nên phương trình đã cho có nghiệm khi \(4{x^3} + x \ge 0 \Leftrightarrow x(4{x^2} + 1) \ge 0 \Leftrightarrow x \ge 0\).
Để ý rằng khi \(x = \frac{1}{2}\) thì \(VT = VP\) nên ta nghỉ đến sử dụng bất đẳng thức Cô si sao cho dấu bằng xảy ra khi \(x = \frac{1}{2}\).
Mặt khác khi \(x = \frac{1}{2}\)\( \Rightarrow 4{x^3} + x = 4.\frac{1}{8} + \frac{1}{2} = 1\) thì
Từ những cơ sở trên ta có lời giải như sau: Theo bất đẳng thức Cô si dạng \(3\sqrt[3]{{abc}} \le a + b + c\) ta có
Ta có \(6\sqrt[3]{{4{x^3} + x}} = 2.3.\sqrt[3]{{\left( {4{x^3} + x} \right).1.1}} \le 2\left( {4{x^3} + x + 1 + 1} \right) = 8{x^3} + 2x + 4\)
Mặt khác ta có:
\(16{x^4} + 5 - (8{x^3} + 2x + 4) = 16{x^4} - 8{x^3} - 2x + 1 = {\left( {2x - 1} \right)^2}\left( {4{x^2} + 2x + 1} \right) \ge 0\)
Suy ra \(VT \ge VP\).
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi \(\left\{ \begin{array}{l}2{(2x - 1)^2}(2{x^2} + 2x + 1) = 0\\4x = (4{x^2} + 1) = 2\end{array} \right. \Leftrightarrow x = \frac{1}{2}\)
Tóm lại: Phương trình có nghiệm duy nhất \(x = \frac{1}{2}\)
b) Vì \(4{x^4} + {x^2} + 3x + 4 > 0\) nên phương trình đã cho có nghiệm khi \[16{x^3} + 12x \ge 0 \Leftrightarrow 4x(4{x^2} + 3) \ge 0 \Leftrightarrow x \ge 0\].
Để ý rằng khi \(x = \frac{1}{2}\) thì \(VT = VP\) nên ta nghỉ đến sử dụng bất đẳng thức Cô si sao cho dấu bằng xảy ra khi \(x = \frac{1}{2}\).
Khi \(x = \frac{1}{2}\) thì \(16{x^3} + 12x = 16.\frac{1}{8} + 12.\frac{1}{2} = 8\).
Từ những cơ sở trên ta có lời giải như sau:
Theo bất đẳng thức Cô si dạng \(3\sqrt[3]{{abc}} \le a + b + c\) ta có
\(3\sqrt[3]{{\left( {16{x^3} + 12x} \right)}} = \frac{3}{4}\sqrt[3]{{\left( {16{x^3} + 12x} \right).8.8}} \le \frac{1}{4}\left( {16{x^3} + 12x + 8 + 8} \right) = 4{x^3} + 3x + 4\)
Mặt khác ta có:
\(4{x^4} + {x^2} + 3x + 4 - (4{x^3} + 3x + 4) = 4{x^4} - 4{x^3} + {x^2} = {x^2}{(2x - 1)^2} \ge 0\).
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi \(\left\{ \begin{array}{l}{x^2}{(2x - 1)^2} = 0\\2 = x(4{x^2} + 3)\end{array} \right. \Leftrightarrow x = \frac{1}{2}\)
c) Điều kiện: \(x \ge \frac{1}{8}\). Để ý rằng \(x = \frac{1}{8}\) là nghiệm của phương trình nên ta có lời giải như sau:
\[\sqrt[3]{{4x(8x + 1)}} = \sqrt[3]{{1.1.4x(8x + 1)}} \le \frac{{1 + 1 + 4x(8x + 1)}}{3} = \frac{{32{x^2} + 4x + 2}}{3}\].
Mặt khác ta có
\(96{x^2} - 20x + 2 - \frac{{32{x^2} + 4x + 2}}{3} = \frac{{256{x^2} - 64x + 4}}{3} = \frac{{4{{(8x - 1)}^2}}}{3} \ge 0\).
Suy ra \(96{x^2} - 20x + 2 + x\sqrt {8x - 1} - \sqrt[3]{{4x(8x + 1)}} \ge 0\).
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi \(x = \frac{1}{8}\)
 
Sửa lần cuối: