Cho \(0 \le x \le 2020\) và \({\log _2}\left( {2x + 2} \right) + x - 3y = {8^y}\). Có bao nhiêu cặp số \(\left( {x;y} \right)\) nguyên thỏa mãn các điều kiện trên?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có: \({\log _2}\left( {2x + 2} \right) + x - 3y = {8^y} \Leftrightarrow {\log _2}\left( {x + 1} \right) + x + 1 = {2^{3y}} + 3y\) (*)
Xét hàm số \(y = f\left( x \right) = {2^x} + x\) có \(f'\left( x \right) = {2^x}\ln 2 + 1 > 0\,\,\forall x \in \mathbb{R}\) \( \Rightarrow \) Hàm số đồng biến trên \(\mathbb{R}.\)
\( \Rightarrow \) Phương trình (*)\( \Leftrightarrow f\left( {{{\log }_2}\left( {x + 1} \right)} \right) = f\left( {3y} \right)\)\( \Leftrightarrow {\log _2}\left( {x + 1} \right) = 3y\)
Do \(0 \le x \le 2020\) nên \(0 \le {\log _2}\left( {x + 1} \right) \le {\log _2}2021 \Rightarrow 0 \le 3y \le {\log _2}2021\)
\( \Leftrightarrow 0 \le y \le \dfrac{{{{\log }_2}2021}}{3} \Rightarrow y \in \left\{ {0;1;2;3} \right\}\)
Với mỗi giá trị y vừa tìm được đều tìm được đúng 1 giá trị x nguyên thỏa mãn
\( \Rightarrow \) Có 4 cặp số \(\left( {x;y} \right)\) nguyên thỏa mãn các điều kiện trên.
Hướng dẫn giải:
Sử dụng tính đơn điệu của hàm số để đánh giá nghiệm.