Phương trình ${\log _3}\dfrac{{{x^2} - 2x + 1}}{x} + {x^2} + 1 = 3x$ có tổng tất cả các nghiệm bằng:
Trả lời bởi giáo viên
Điều kiện: $\dfrac{{{x^2} - 2x + 1}}{x} > 0 \Leftrightarrow \dfrac{{{{\left( {x - 1} \right)}^2}}}{x} > 0 \Leftrightarrow 0 < x \ne 1.$
Phương trình $ \Leftrightarrow {\log _3}\dfrac{{{{\left( {x - 1} \right)}^2}}}{x} + {x^2} - 2x + 1 = x$
$ \Leftrightarrow {\log _3}{\left( {x - 1} \right)^2} - {\log _3}x + {\left( {x - 1} \right)^2} = x$$ \Leftrightarrow {\log _3}{\left( {x - 1} \right)^2} + {\left( {x - 1} \right)^2} = {\log _3}x + x$ \(\left( * \right)\)
Xét hàm số $f\left( t \right) = {\log _3}t + t$ với $t > 0$. Ta có $f'\left( t \right) = \dfrac{1}{{t\ln 3}} + 1 > 0,{\rm{ }}\forall t > 0$.
Suy ra hàm số \(f\left( t \right)\) đồng biến trên \(\left( {0; + \infty } \right).\)
Nhận thấy \(\left( * \right)\) có dạng $f\left[ {{{\left( {x - 1} \right)}^2}} \right] = f\left( x \right)\, \Leftrightarrow {\left( {x - 1} \right)^2} = x$
$ \Leftrightarrow {x^2} - 3x + 1 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \dfrac{{3 + \sqrt 5 }}{2}\left( {TM} \right)\\x = \dfrac{{3 - \sqrt 5 }}{2}\left( {TM} \right)\end{array} \right.$ $ \Rightarrow \dfrac{{3 + \sqrt 5 }}{2} + \dfrac{{3 - \sqrt 5 }}{2} = 3$
Hướng dẫn giải:
Biến đổi phương trình về dạng \(f\left( u \right) = f\left( v \right)\) rồi sử dụng phương pháp hàm đặc trưng xét hàm \(y = f\left( t \right)\)