Phương trình mũ và một số phương pháp giải

Kỳ thi ĐGNL ĐHQG Hà Nội

Đổi lựa chọn

Câu 21 Trắc nghiệm

Số nghiệm thực phân biệt của phương trình 4x25.2x2+4=0

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

4x25.2x2+4=0(2x2)25.2x2+4=0(2x24)(2x21)=0[2x2=42x2=1[x2=2x2=0[x=±2x=0

Câu 22 Trắc nghiệm

Trong các phương trình sau đây, phương trình nào có nghiệm?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Ý A: Điều kiện x>0. Có x23+5>0,x>0 nên phương trình vô nghiệm

Ý B: Điều kiện x>4. Có (3x)13+(x4)23>0,x>4 nên phương trình vô nghiệm

Ý C: Điều kiện x2. Có 4x8+2>0,x2 nên phương trình vô nghiệm

Ý D: Điều kiện x>0. Có 2x123=0x12=32x=log1232 (thỏa mãn)

Câu 23 Trắc nghiệm

Cho a là số thực dương, khác 1 và thỏa mãn 12(aα+aα)=1 . Tìm α

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy ta có aα+aα

Dấu "=" xảy ra khi {a^\alpha } = {a^{ - \alpha }}. Điều này dẫn đến \alpha  =  - \alpha  \Rightarrow \alpha  = 0

Câu 24 Trắc nghiệm

Cho {4^x} + {4^{ - x}} = 7. Khi đó biểu thức P = \dfrac{{5 - {2^x} - {2^{ - x}}}}{{8 + {{4.2}^x} + {{4.2}^{ - x}}}} = \dfrac{a}{b} với \dfrac{a}{b} tối giản và a,b \in \mathbb{Z}. Tích a.b có giá trị bằng

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

\begin{array}{l}{4^x} + {4^{ - x}} = 7\\{4^x} + {4^{ - x}} + 2 = 9\\ \Leftrightarrow {\left( {{2^x}} \right)^2} + {\left( {{2^{ - x}}} \right)^2} + {2.2^x}{.2^{ - x}} = 9\\ \Leftrightarrow {\left( {{2^x} + {2^{ - x}}} \right)^2} = 9\\ \Leftrightarrow {2^x} + {2^{ - x}} = 3\end{array}

(do {2^x} + {2^{ - x}} > 0)

Vậy

\begin{array}{l}P = \dfrac{{5 - {2^x} - {2^{ - x}}}}{{8 + {{4.2}^x} + {{4.2}^{ - x}}}}\\\,\,\,\, = \dfrac{{5 - \left( {{2^x} + {2^{ - x}}} \right)}}{{8 + 4\left( {{2^x} + {2^{ - x}}} \right)}}\\\,\,\,\, = \dfrac{{5 - 3}}{{8 + 4.3}} = \dfrac{1}{{10}}\\ \Rightarrow a = 1,b = 10 \Rightarrow a.b = 1.10 = 10\end{array}

Câu 25 Trắc nghiệm

Có bao nhiêu giá trị nguyên dương của tham số m để phương trình {16^x} - {2.12^x} + \left( {m - 2} \right){.9^x} = 0 có nghiệm dương?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Ta có {16^x} - {2.12^x} + \left( {m - 2} \right){.9^x} = 0(1)

\Leftrightarrow {\left( {\frac{4}{3}} \right)^{2x}} - 2.{\left( {\frac{4}{3}} \right)^x} + m - 2 = 0; chia cả hai vế cho {9^x}.

Đặt {\left( {\frac{4}{3}} \right)^x} = t \Rightarrow x = {\log _{\frac{4}{3}}}t > 0 \Leftrightarrow t > 1

Khi đó ta có phương trình {t^2} - 2t + m - 2 = 0(*)

Để phương trình (1) có nghiệm dương thì phương trình (*) có nghiệm lớn hơn 1.

(*) có nghiệm \Leftrightarrow \Delta ' = 1 - m + 2 \ge 0 \Leftrightarrow 3 - m \ge 0 \Leftrightarrow m \le 3

Với m \le 3 thì \left( * \right) có nghiệm {t_1} = 1 - \sqrt {3 - m} ,{t_2} = 1 + \sqrt {3 - m}

Để (*) có nghiệm lớn hơn 1 thì

1 + \sqrt {3 - m}  > 1 \Leftrightarrow \sqrt {3 - m}  > 0 \Leftrightarrow 3 - m > 0 \Leftrightarrow m < 3

m nguyên dương nên m \in \left\{ {1;2} \right\}.

Vậy có 2 giá trị của m thỏa mãn.

Câu 26 Trắc nghiệm

Cho hàm số y = f\left( x \right) có bảng biến thiên như sau

Biết f\left( 0 \right) = \dfrac{7}{6}, giá trị lớn nhất của m để phương trình {e^{2{f^3}\left( x \right) - \dfrac{{13}}{2}{f^2}\left( x \right) + 7f\left( x \right) + \dfrac{3}{2}}} = m có nghiệm trên đoạn \left[ {0;\,2} \right]

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Ta có: {e^{2{f^3}\left( x \right) - \dfrac{{13}}{2}{f^2}\left( x \right) + 7f\left( x \right) + \dfrac{3}{2}}} = m \Leftrightarrow 2{f^3}\left( x \right) - \dfrac{{13}}{2}{f^2}\left( x \right) + 7f\left( x \right) + \dfrac{3}{2} = \ln m

Xét g\left( x \right) = 2{f^3}\left( x \right) - \dfrac{{13}}{2}{f^2}\left( x \right) + 7f\left( x \right) + \dfrac{3}{2} có:

g'\left( x \right) = 6{f^2}\left( x \right)f'\left( x \right) - 13f\left( x \right)f'\left( x \right) + 7f'\left( x \right) = f'\left( x \right)\left[ {6{f^2}\left( x \right) - 13f\left( x \right) + 7} \right]

Suy ra g'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}f'\left( x \right) = 0\\6{f^2}\left( x \right) - 13f\left( x \right) + 7 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}f'\left( x \right) = 0\\f\left( x \right) = 1\\f\left( x \right) = \dfrac{7}{6}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 1;x = 3\\x = 1,x = {x_1} > 3\\x = {x_2} < 1\end{array} \right.

Xét g\left( x \right) trên đoạn \left[ {0;2} \right].

+ Trong khoảng \left( {0;1} \right) thì f'\left( x \right) < 0,f\left( x \right) > 1,f\left( x \right) < f(0)=\dfrac{7}{6} nên f'\left( x \right)\left( {f\left( x \right) - 1} \right)\left( {f\left( x \right) - \dfrac{7}{6}} \right) > 0 hay g'\left( x \right) > 0.

+ Trong khoảng \left( {1;2} \right) thì f'\left( x \right) > 0,f\left( x \right) > 1,f\left( x \right) <\dfrac{15}{13}< \dfrac{7}{6} nên f'\left( x \right)\left( {f\left( x \right) - 1} \right)\left( {f\left( x \right) - \dfrac{7}{6}} \right) < 0 hay g'\left( x \right) < 0.

Từ đó ta có bảng biến thiên của g\left( x \right) như sau:

Từ bảng biến thiên ta thấy \mathop {\max }\limits_{\left[ {0;2} \right]} g\left( x \right) = 4.

Vậy yêu cầu bài toán thỏa nếu và chỉ nếu \ln m \le 4 \Leftrightarrow m \le {e^4} hay giá trị lớn nhất của mm = {e^4}.

Câu 27 Trắc nghiệm

Phương trình {2^{23{x^3}}}{.2^x} - {1024^{{x^2}}} + 23{x^3} = 10{x^2} - x có tổng các nghiệm gần nhất với số nào dưới đây:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

{2^{23{x^3}}}{.2^x} - {1024^{{x^2}}} + 23{x^3} = 10{x^2} - x \Leftrightarrow {2^{23{x^3} + x}} + 23{x^3} + x = {2^{10{x^2}}} + 10{x^2}

Xét hàm số f(t) = {2^t} + t;f'(t) = {2^t}\ln 2 + 1 > 0,\forall t

\Rightarrow f(23{x^3} + x) = f(10{x^2}) \Leftrightarrow 23{x^3} + x = 10{x^2} \Leftrightarrow x(23{x^2} - 10x + 1) = 0

Theo vi-et cho phương trình bậc 3 ta có {x_1} + {x_2} + {x_3} =  - \dfrac{b}{a} = \dfrac{{10}}{{23}} \approx 0,45

Câu 28 Trắc nghiệm

Tìm giá trị m để phương trình {2^{\left| {x - 1} \right| + 1}} + {2^{\left| {x - 1} \right|}} + m = 0 có nghiệm duy nhất

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Đặt \left| {x - 1} \right| = a khi đó phương trình trở thành {2^{a + 1}} + {2^a} + m = 0 (1)

Để phương trình đã cho có nghiệm duy nhất thì pt (1) bắt buộc phải có nghiệm duy nhất a=0 ( vì nếu a>0 thì sẽ tồn tại 2 giá trị của x)

Nên {2^1} + {2^0} + m = 0. Suy ra m =  - 3

Câu 29 Trắc nghiệm

Số nghiệm thực phân biệt của phương trình {2^{x + \frac{1}{{4x}}}} + {2^{\frac{x}{4} + \frac{1}{x}}} = 4 là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Điều kiện : x \ne 0

Với x < 0  ta có \left\{ \begin{array}{l}x + \dfrac{1}{{4x}} < 0\\\dfrac{x}{4} + \dfrac{1}{x} < 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{2^{x + \frac{1}{{4x}}}} < 1\\{2^{\frac{x}{4} + \frac{1}{x}}} < 1\end{array} \right. \Rightarrow {2^{x + \frac{1}{{4x}}}} + {2^{\frac{x}{4} + \frac{1}{x}}} < 2

⇒ Phương trình không có nghiệm x < 0

Với x > 0, áp dụng bất đẳng thức Côsi cho hai số dương ta được.

\left\{ \begin{array}{l}x + \dfrac{1}{{4x}} \ge 2\sqrt {x.\dfrac{1}{{4x}}}  = 1\\\dfrac{x}{4} + \dfrac{1}{x} \ge 2\sqrt {\dfrac{x}{4}.\dfrac{1}{x}}  = 1\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{2^{x + \frac{1}{{4x}}}} \ge 2\\{2^{\frac{x}{4} + \frac{1}{x}}} \ge 2\end{array} \right. \Rightarrow {2^{x + \frac{1}{{4x}}}} + {2^{\frac{x}{4} + \frac{1}{x}}} \ge 4

Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \left\{ \begin{array}{l}x = \dfrac{1}{{4x}}\\\dfrac{x}{4} = \dfrac{1}{x}\end{array} \right.

\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} 4{x^2} = 1\\ {x^2} = 4 \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} {x^2} = \frac{1}{4}\\ {x^2} = 4 \end{array} \right.(không xảy ra)

Vậy {2^{x + \frac{1}{{4x}}}} + {2^{\frac{x}{4} + \frac{1}{x}}} > 4 nên phương trình vô nghiệm

Câu 30 Trắc nghiệm

Phương trình x({2^{x - 1}} + 4) = {2^{x + 1}} + {x^2}có tổng các nghiệm bằng

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

\begin{array}{l}x\left( {{2^{x - 1}} + 4} \right) = {2^{x + 1}} + {x^2} \Leftrightarrow x{.2^{x - 1}} - {4.2^{x - 1}} + 4x - {x^2} = 0 \Leftrightarrow \left( {x - 4} \right)\left( {{2^{x - 1}} - x} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 4\\{2^{x - 1}} - x = 0\,\left( * \right)\end{array} \right.\end{array}

Xét hàm số f\left( x \right) = {2^{x - 1}} - x trên \mathbb{R} . Ta có

f'\left( x \right) = {2^{x - 1}}\ln 2 - 1 = 0 \Leftrightarrow x = {x_0} = 1 + {\log _2}\left( {\dfrac{1}{{\ln 2}}} \right)

f'\left( x \right) < 0 \Leftrightarrow x < {x_0};f'\left( x \right) > 0 \Leftrightarrow x > {x_0}

nên phương trình f(x) = 0 có tối đa 1 nghiệm trong các khoảng \left( {-\infty ;{x_0}} \right)  và \left( {{x_0}; + \infty } \right)

f\left( 1 \right) = f\left( 2 \right) = 0  nên phương trình (*) có 2 nghiệm x = 1x = 2

Tổng các nghiệm của phương trình đã cho là 7.

Câu 31 Trắc nghiệm

Tìm tham số m để tổng các nghiệm của phương trình sau đạt giá trị nhỏ nhất 1 + \left[ {2{x^2} - m\left( {m + 1} \right)x - 2} \right]{.2^{1 + mx - {x^2}}} = \left( {{x^2} - mx - 1} \right){.2^{mx\left( {1 - m} \right)}} + {x^2} - {m^2}x.

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Ta có: 1 + \left[ {2{x^2} - m\left( {m + 1} \right)x - 2} \right]{.2^{1 + mx - {x^2}}} = \left( {{x^2} - mx - 1} \right){.2^{mx\left( {1 - m} \right)}} + {x^2} - {m^2}x

\Leftrightarrow \left[ {\left( {{x^2} - {m^2}x - 1} \right) + \left( {{x^2} - mx - 1} \right)} \right]{.2^{ - \left( {{x^2} - mx - 1} \right)}} = \left( {{x^2} - mx - 1} \right){.2^{\left( {{x^2} - {m^2}x - 1} \right) - \left( {{x^2} - mx - 1} \right)}} + {x^2} - {m^2}x - 1

Đặt \left\{ \begin{array}{l}u = {x^2} - {m^2}x - 1\\v = {x^2} - mx - 1\end{array} \right.. Phương trình trở thành: \left( {u + v} \right){.2^{ - v}} = v{.2^{u - v}} + u \Leftrightarrow u\left( {{2^{ - v}} - 1} \right) = v{2^{ - v}}\left( {{2^u} - 1} \right) (*)

+) Dễ dàng kiểm tra u = 0 hoặc v = 0 là nghiệm của (*)

+) Với u,v \ne 0, \left( * \right) \Leftrightarrow \dfrac{{{2^{ - v}} - 1}}{{v{2^{ - v}}}} = \dfrac{{{2^u} - 1}}{u}

\Leftrightarrow \dfrac{{{2^u} - 1}}{u} = \dfrac{{1 - {2^v}}}{v}

\Leftrightarrow \dfrac{{{2^u} - 1}}{u} + \dfrac{{{2^v} - 1}}{v} = 0

Xét hàm f\left( t \right) = \frac{{{2^t} - 1}}{t} trên \mathbb{R}\backslash \left\{ 0 \right\} ta thấy:

+) Với t > 0 thì \left\{ \begin{array}{l}{2^t} - 1 > 0\\t > 0\end{array} \right. \Rightarrow \frac{{{2^t} - 1}}{t} > 0 \Rightarrow f\left( t \right) > 0.

+) Với t < 0 thì \left\{ \begin{array}{l}{2^t} - 1 < 0\\t < 0\end{array} \right. \Rightarrow \frac{{{2^t} - 1}}{t} > 0 \Rightarrow f\left( t \right) > 0.

Do đó f\left( t \right) > 0 với mọi t \ne 0.

\Rightarrow f\left( u \right) > 0,f\left( v \right) > 0,\forall u,v \ne 0

\Rightarrow f\left( u \right) + f\left( v \right) > 0,\forall u,v \ne 0

\Rightarrow \frac{{{2^u} - 1}}{u} + \frac{{{2^v} - 1}}{v} > 0,\forall u,v \ne 0

Do đó phương trình \frac{{{2^u} - 1}}{u} + \frac{{{2^v} - 1}}{v} = 0 vô nghiệm.

Vậy \left[ \begin{array}{l}u = 0\\v = 0\end{array} \right.

\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x^2} - {m^2}x - 1 = 0\,\,\,(1)\\{x^2} - mx - 1 = 0\,\,\,\,(2)\end{array} \right.

Hai phương trình trên luôn có hai nghiệm phân biệt, tổng hai nghiệm ở mỗi phương trình là:

{S_1} = {m^2},\,{S_2} = m \Rightarrow S = {m^2} + m \ge  - \dfrac{1}{4}.

Vậy tổng các nghiệm của phương trình đã cho nhỏ nhất là - \dfrac{1}{4} khi m =  - \dfrac{1}{2}.

Câu 32 Trắc nghiệm

Cho các số thực không âm x,y,z thỏa mãn {5^x} + {25^y} + {125^z} = 2020. Giá trị nhỏ nhất của biếu thức T = \dfrac{x}{6} + \dfrac{y}{3} + \dfrac{z}{2}

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Đặt \left\{ \begin{array}{l}a = {5^x}\\b = {5^{2y}}\\c = {5^{3z}}\end{array} \right., với x,\,\,y,\,\,z \ge 0 thì a,\,\,b,\,\,c \ge 1.

Theo bài ra ta có a + b + c = 2020 \Rightarrow 1 \le a,b,c \le 2018.

Ta có:

\begin{array}{l}\,\,\,\,\,\,\,\left( {a - 1} \right)\left( {b - 1} \right)\left( {c - 1} \right) \ge 0\\ \Leftrightarrow \left( {ab - a - b + 1} \right)\left( {c - 1} \right) \ge 0\\ \Leftrightarrow abc + \left( {a + b + c} \right) - \left( {ab + bc + ca} \right) - 1 \ge 0\,\,\,\,\left( 1 \right)\\\,\,\,\,\,\,\left( {a - 2018} \right)\left( {b - 2018} \right)\left( {c - 2018} \right) \le 0\\ \Leftrightarrow \left( {ab - 2018\left( {a + b} \right) + {{2018}^2}} \right)\left( {c - 2018} \right) \le 0\\ \Leftrightarrow abc + {2018^2}\left( {a + b + c} \right) - 2018\left( {ab + bc + ca} \right) - {2018^3} \le 0\,\,\,\left( 2 \right)\end{array}

Lấy (1) nhân với 2018 rồi trừ đi (2) ta được:

\begin{array}{l}\,\,\,\,\,2017abc + \left( {2018 - {{2018}^2}} \right)\left( {a + b + c} \right) - 2018 + {2018^3} \ge 0\\ \Leftrightarrow 2017abc + 2018\left( {1 - 2018} \right)\left( {a + b + c} \right) + {2018^3} - 2018 \ge 0\\ \Leftrightarrow 2017abc - 2017.2018.\left( {a + b + c} \right) + {2018^3} - 2018 \ge 0\\ \Leftrightarrow {2017.5^x}{.5^{2y}}{.5^{3z}} - 2017.2018.2020 + {2018^3} - 2018 \ge 0\\ \Leftrightarrow {2017.5^x}{.5^{2y}}{.5^{3z}} + 2018\left( {{{2018}^2} - 2017.2020 - 1} \right) \ge 0\\ \Leftrightarrow {2017.5^x}{.5^{2y}}{.5^{3z}} - 2017.2018 \ge 0\\ \Leftrightarrow {5^x}{.5^{2y}}{.5^{3z}} - 2018 \ge 0\\ \Leftrightarrow {5^x}{.5^{2y}}{.5^{3z}} \ge 2018\\ \Leftrightarrow {5^{x + 2y + 3z}} \ge 2018\\ \Leftrightarrow x + 2y + 3z \ge {\log _5}2018\\ \Leftrightarrow \dfrac{{x + 2y + 3z}}{6} \ge \dfrac{1}{6}{\log _5}2018\\ \Leftrightarrow \dfrac{x}{6} + \dfrac{y}{3} + \dfrac{z}{2} \ge \dfrac{1}{6}{\log _5}2018\end{array}  

Vậy giá trị nhỏ nhất của biểu tức T = \dfrac{x}{6} + \dfrac{y}{3} + \dfrac{z}{2}\dfrac{1}{6}{\log _5}2018.

Câu 33 Trắc nghiệm

Đề thi THPT QG - 2021 - mã 101

Có bao nhiêu số nguyên y sao cho tồn tại x \in \,\left( {\dfrac{1}{3};3} \right) thỏa mãn 27{\,^{3{{\rm{x}}^2} + xy}} = \left( {1 + xy} \right){27^{9{\rm{x}}}}\,?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

* pt \Leftrightarrow 27{\,^{3{x^2} + xy - 9x}} = xy + 1.

\Rightarrow xy + 1 > 0 \Leftrightarrow y >  - \dfrac{1}{x}, khi x \in \left( {\dfrac{1}{3};3} \right) \Rightarrow y >  - 3 thì mới tồn tại x \in \left( {\dfrac{1}{3};3} \right).

\Rightarrow Ta chặn được y >  - 3  =>y \ge  - 2.

* pt \Leftrightarrow {27^{3{x^2} + xy - 9x}} - xy - 1 = 0.

Đặt f\left( x \right) = g\left( y \right) = {27^{3{x^2} + xy - 9x}} - xy - 1 ta có \left\{ \begin{array}{l}f\left( {\dfrac{1}{3}} \right) = {3^{y - 8}} - \dfrac{y}{3} - 1\\f\left( 3 \right) = {27^{3y}} - 3y - 1\end{array} \right..

Nhận thấy ngay f\left( 3 \right) \ge 0\,\,\forall y \in \mathbb{Z}, chỉ bằng 0 tại y = 0.

+ Xét y = 0 \Rightarrow thay vào phương trình ban đầu \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = 3\end{array} \right., loại vì không có nghiệm thuộc \left( {\dfrac{1}{3};3} \right).

+ Xét y \ne 0 \Rightarrow f\left( 3 \right) > 0\,\,\forall x \in {\mathbb{Z}^*}.

1) Ta Table khảo sát f\left( {\dfrac{1}{3}} \right) với \left\{ \begin{array}{l}Start:\,\,y =  - 2\\End:\,\,y = 17\\Step:\,\,\, = 1\end{array} \right.

\Rightarrow f\left( {\dfrac{1}{3}} \right) < 0\,\,\forall y \in \left\{ { - 2; - 1;1;2;...;9} \right\}.

\Rightarrow f\left( {\dfrac{1}{3}} \right).f\left( 3 \right) < 0\,\,\forall y \in \left\{ { - 2; - 1;1;2;...;9} \right\}

\Rightarrow Có 11 giá trị của y để tồn tại nghiệm x \in \left( {\dfrac{1}{3};3} \right).

2) Từ bảng Table ta nhận thấy khi y \ge 10 thì f\left( {\dfrac{1}{3}} \right) > 0 và đồng biến.

Ta đi chứng minh khi y \ge 10 thì phương trình vô nghiệm.

g'\left( y \right) = x\left( {{{27}^{3{x^2} + x\left( {y - 9} \right)}}.\ln 27 - 1} \right) > 0\,\,\left\{ \begin{array}{l}\forall y \ge 10\\x \in \left( {\dfrac{1}{3};3} \right)\end{array} \right.

\Rightarrow g\left( y \right) \ge g\left( {10} \right) = {27^{3{x^2} + x}} - 10x - 1 = h\left( x \right).

Ta có h'\left( x \right) = {27^{3{x^2} + x}}\left( {6x + 1} \right)\ln 27 - 10 > 0\,\,\forall x \in \left( {\dfrac{1}{3};3} \right).

\Rightarrow h\left( x \right) > h\left( {\dfrac{1}{3}} \right) = \dfrac{{14}}{3} > 0.

\Rightarrow Phương trình vô nghiệm với x \in \left( {\dfrac{1}{3};3} \right).

Vậy đáp số có 11 giá trị nguyên của y.

Câu 34 Tự luận

Cho các số dương x,\,\,y thỏa mãn {2^{{x^3} - y + 1}} = \dfrac{{2x + y}}{{2{x^3} + 4x + 4}}. Giá trị nhỏ nhất của biểu thức P = \dfrac{7}{y} + \dfrac{{{x^3}}}{7} có dạng \dfrac{a}{b}. Tính a-b.

Đáp án:

Câu hỏi tự luận
Bạn chưa làm câu này

Đáp án:

Bước 1: Sử dụng hàm đặc trưng, tìm biểu diễn {x^3} theo y.

Ta có {2^{{x^3} - y + 1}} = \dfrac{{2x + y}}{{2{x^3} + 4x + 4}}

\begin{array}{l} \Leftrightarrow {2^{{x^3} + 2x + 2 - 2x - y - 1}} = \dfrac{{2x + y}}{{2{x^3} + 4x + 4}}\\ \Leftrightarrow \dfrac{{{2^{{x^3} + 2x + 2}}}}{{{2^{2x + y}}.2}} = \dfrac{{2x + y}}{{2\left( {{x^3} + 2x + 2} \right)}}\\ \Leftrightarrow {2^{{x^3} + 2x + 2}}\left( {{x^3} + 2x + 2} \right) = {2^{2x + y}}.\left( {2x + y} \right)\,\,\,\left( * \right)\end{array}

Xét f\left( t \right) = {2^t}.t,\,\,t > 0 ta có f'\left( t \right) = {2^t} + t{.2^t}.\ln 2 > 0;\,\,\forall t > 0. Do đó hàm số f\left( t \right) đồng biến trên \left( {0; + \infty } \right).

Do đó \left( * \right) \Leftrightarrow {x^3} + 2x + 2 = 2x + y \Rightarrow {x^3} = y - 2

Bước 2: Thế vào biểu thức P, sử dụng BĐT Cô-si tìm GTNN của biểu thức P.

Khi đó P = \dfrac{7}{y} + \dfrac{{{x^3}}}{7} = \dfrac{7}{y} + \dfrac{{y - 2}}{7} = \dfrac{7}{y} + \dfrac{y}{7} - \dfrac{2}{7} \ge 2\sqrt {\dfrac{7}{y}.\dfrac{y}{7}}  - \dfrac{2}{7} = \dfrac{{12}}{7}.

Dấu “=” xảy ra \Leftrightarrow \dfrac{7}{y} = \dfrac{y}{7} \Leftrightarrow y = 7\,\,\left( {do\,\,y > 0} \right).

{P_{\min }} = \dfrac{{12}}{7} \Leftrightarrow x = \sqrt[3]{5},\,\,y = 7.

Vậy a=12,b=7=>a-b=5