Giải Bài tập Mẫu | Biến đổi căn thức chứa ẩn kết hợp bất phương trình và giải phương trình nghiệm nguyên|Hỏi bài AITA số 19

Giải Bài tập Mẫu | Biến đổi căn thức chứa ẩn kết hợp bất phương trình và giải phương trình nghiệm nguyên|Hỏi bài AITA số 19

Biểu thức căn chứa ân. Sau khi đọc xong bài này các em sẽ biết cách xác định điều kiện xác định của biểu thức, giải bất phương trình và phương trình nghiệm nguyên

Dec 1, 2024
Trong Tất Cả Các Dạng Toán Biến Đổi Căn Thức trong chương trình lớp 9, thì dạng 4 - Biểu thức căn chứa ẩn số là nhóm “đa dạng” nhất, và thường cũng “rôí rắm” nhất. Các em sẽ được yêu cầu thực hiện các kỹ năng biến đổi căn thức ở lớp 9biến đổi đa thức ở lớp 8, chứng minh bất đẳng thức/giải bất phương trình và sử dụng kiến thức số học ở lớp 6-7 để tìm điều kiện biến số để biểu thức có giá trị nguyên
 
Các kỹ năng kiểm tra trong dạng 4 - Biểu thức căn chứa ẩn số biến đổi, rút gọn căn thức ,phân tích nhân tử, rút gọn, khai triển đa thức ❉ chứng minh bất đẳng thức/giải bất phương trình ❉ vận dụng kiến thức số học tìm điều kiện biến số để biểu thức có giá trị nguyên
 
Để giải được các bài toán dạng này đòi hỏi các em phải nắm vững khái niệm, phân tích được bài toán và vận dụng được kiến thức để giải, và cẩn thận trong tính toán và xét điều kiện.
 
Chúng ta cùng đến với ví dụ bài toán cũng là bài tập gửi về Chuyên mục Hỏi Bài AITA của Toán Cô Diễm
 

 

Video preview
 
 

1. Bài Toán

notion image
 

Cho
notion image

2. Hướng dẫn

Câu a: Tìm điều kiện xác định của biểu thức ( Q ) ban đầu,

Biểu thức ban đầu
notion image

1. Điều kiện từ các mẫu số

Mẫu số đầu tiên:

notion image

Mẫu số thứ hai:

notion image

Mẫu số thứ ba:

notion image

✿ Giải phương trình

:
notion image
Đặt
notion image
Giải phương trình bậc 2 theo y
notion image
Thay lại x:
  • (đã loại).
    • notion image
  • (đã loại).
    • notion image

2. Điều kiện từ căn

Để căn số học xác định:
notion image

Kết luận câu a

Điều kiện xác định của biểu thức ( Q ) là:
notion image

Câu b: Rút gọn Q

Hướng dẫn

Biểu thức đã cho là:
notion image
Để thực hiện theo yêu cầu, chúng ta sẽ làm theo từng bước rõ ràng.

Bước 1: Đặt

notion image
Ta có:
      notion image
      notion image
      notion image

Bước 2: Rút gọn A

Với A:
notion image
Viết lại như sau:
notion image

Bước 3: Rút gọn B

Tiếp theo với B:
notion image
Viết lại như sau:
notion image

Bước 4: Rút gọn C

Bây giờ với C:
notion image
Viết lại như sau:
notion image

Bước 5: Quy đồng 3 phân số A, B, C

Giờ ta sẽ quy đồng ba phân số A, B, C mà không đưa phần số nguyên vào. Mẫu chung sẽ là
notion image
.
notion image
notion image
Vậy kết quả cuối cùng là:
notion image

Bước 6 Khử căn ở mẫu

Bắt đầu từ biểu thức rút gọn đã có:
notion image
notion image
Giờ ta sẽ cộng hai phân số:
notion image
Ta có thể rút gọn tử số:
notion image
Sau khi rút gọn, ta có:
notion image
notion image
Vậy, biểu thức cuối cùng là:
notion image
💡
Bài này các bạn có thể tự kiểm tra đáp án hoàn toàn bằng App Rút gọn căn thức, giải bất phương trình MiniAITA ❀.
Link bên dưới nhé👇🏻
 
Kết quả câu a Kiểm tra lại bằng MiniAITA ❀
Kết quả câu a Kiểm tra lại bằng MiniAITA ❀

Câu c : Tìm x để Q < - 4

✾ Cập nhật✾

CÁCH 1

thay vì sử dụng kết quả đã khử căn , ta dùng
Vậy kết quả cuối cùng là:
notion image
 
Q < - 4 tương đương
notion image
notion image
notion image
notion image
notion image

Kết luận Câu c (Cách 1)

Vậy, điều kiện để  Q<4Q < -4 trong cả hai trường hợp  là:
notion image
 
Kết quả câu c Kiểm tra lại bằng MiniAITA ❀
Kết quả câu c Kiểm tra lại bằng MiniAITA ❀
 

CÁCH 2 (TỔNG QUÁT)

Cách này sử dụng kiến thức học kì 2 lớp 9/Nâng cao.
 
💡
Không phải lúc nào ta cũng có thể đơn giản tử và mẫu của phân thức về dạng bậc 1 như ở cách 1, vì vậy, các em nên biết thêm cách tổng quát để sử dụng khi cần
Chúng ta sẽ giải chi tiết từng bước cho cả hai yêu cầu.
 
Ta có:
notion image

Xét Trường hợp 1 🖕🏼

,

notion image
Nhân chéo 4x94x - 9
notion image
Chuyển các hạng tử chứa xx về một vế và các hằng số về vế còn lại:
notion image
notion image
Đưa x\sqrt{x} sang vế phải:
notion image
đặt
notion image
Ta giải bất phương trình
notion image

Cách 2 Bước 1: Xác định phương trình bậc hai tương ứng

Ta có bất phương trình:
notion image
Trước tiên, giải phương trình bậc hai:
notion image

Cách 2 Bước 2: Tính hệ số Delta Δ

Phương trình bậc hai có dạng
notion image
Với
notion image
 
notion image
 
notion image
.
notion image
notion image

Cách 2 Bước 3: Tìm nghiệm của phương trình

notion image
notion image
notion image

Cách 2 Bước 4: Xét dấu của tam thức

Ta có các nghiệm
notion image
notion image
.
Vì hệ số a=18>0, a = 18 > 0, đồ thị của hàm số f(x)=18t2t42f(x) = 18t^2-t-42 là một parabol mở lên, nên bất phương trình
notion image
sẽ thỏa mãn khi (t) nằm giữa hai nghiệm (t2t_2) và (t1t_1).
 
xem minh hoạ ví dụ tương tự
Sử dụng kiến thức đồ thị hàm số bậc 2 Đồ thị của f(x) là một parabol mở lên trên (a >0) cắt trục hoành tại hai điểm(x1,0) (x_1 , 0 )(x2,0)(x_ 2, 0) Phần nằm dưới trục hoành gồm các điểm có x ∈(x1,x2)(x_1,x_2) và y = f(x) <0 (xem bên dưới)
Xem Thêm Hướng dẫn
 
Do đó:
notion image

Cách 2 Bước 5: Đổi về x

Thay t=xt = \sqrt{x}, suy ra:
notion image
x\sqrt{x} luôn không âm, ta chỉ lấy khoảng dương:
notion image
Bình phương hai vế để tìm miền giá trị của x:
notion image
tương đương
notion image
Kết hợp điều kiện ban đầu
Vậy, điều kiện để Q<4Q < -4 là:
notion image

Trường hợp 2: ✌🏻

notion image
 
⚠️
Lỗi hay gặp khi các bạn giải câu b là không xét điều kiện để nhân chéo hoặc nhân chéo không đổi chiều
tương tự , nhân chéo 4x94x-9, chú ý đổi chiều bất đẳng thức:
notion image
tương tự phần trên, đặt
notion image
Bất đẳng thức
notion image
thoả mãn khi
notion image
Thay ngược lại x, tiếp tục ta có
notion image
Vậy không có x có điều kiện
notion image
thoả yêu cầu bài toán

Kết luận Câu c (Cách 2)

Vậy, điều kiện để  Q<4Q < -4 trong cả hai trường hợp  là:
notion image
 

Câu d: Tìm x để Q là một số nguyên

để  Q là một số nguyên, ta cần điều kiện:
notion image
tức là:
notion image
với
notion image
và điều kiện xác định của x

Bước 2: Giải phương trình theo x và k

Để đơn giản, đặt
notion image
điều kiện:
notion image
khi đó ( x=t2x = t^2 ), và thay vào phương trình:
notion image

Bước 1: Khai triển và thu gọn

Khai triển vế phải:
notion image
Chuyển tất cả các hạng tử về một vế:
notion image

Bước 2: Nhóm và giải phương trình theo t

Đưa về dạng:
notion image
Đây là phương trình bậc hai theo ( t ). Để t có nghiệm nguyên, ta áp dụng điều kiện cho phương trình bậc hai và tiếp tục giải tìm ( k ) và ( t ).

2.1 Trường hợp 1:

notion image
Nếu 24k=02 - 4k = 0, thì
notion image
(loại do k nguyên)

2.2 Trường hợp 2:

notion image
ta giải phương trình bậc hai theo t:
notion image
Với a=24ka = 2 - 4k, b=1b = -1c=9k6c = 9k - 6

2.2.1.Tính Delta:

notion image
notion image

2.2.2 Khai triển biểu thức 4(2 - 4k)(9k - 6):

notion image
notion image
Nhân tất cả với 4:
notion image
notion image
Rút gọn biểu thức
notion image

2.2.3 Biểu thức Delta rút gọn:

notion image
notion image
notion image
với mọi k

2.2.4 Tính nghiệm phương trình bậc hai theo (t):

notion image
có nghiệm:
notion image
Thay
notion image
:
notion image
Suy ra
notion image
(loại do t > 0)
notion image

Bước 3 Thay t vào biểu thức Q ban đầu

(chú ý t=xt = \sqrt{x})
notion image
notion image
notion image
Vậy Q là số nguyên với mọi k thuộc  Z


⁉️ Lưu ý khi làm bài tập:

  • Khi gặp các bài toán có ẩn ở mẫu, cần kiểm tra điều kiện để mẫu số khác 0.
  • Đối với các bài toán có chứa căn bậc hai, cần chú ý điều kiện để căn có nghĩa (các biểu thức dưới dấu căn phải không âm).
  • Khi nhân hoặc chia bất phương trình với một biểu thức chứa biến, cần xét dấu của biểu thức đó để biết có cần đổi dấu bất phương trình hay không.
  • Xác định giá trị nguyên của biểu thức bắt đầu với việc đặt biểu thức bằng số nguyên k và giải tìm nghiệm x theo k.
Hãy thực hành các bài tập trên để nhận diện và tránh các lỗi thường gặp khi giải bất phương trình!
 
💡
Các bạn có thể tự kiểm tra đáp án bằng App giải nhanh bất phương trình ở dưới đây nhé
 

Xem Thêm Các Bài Hệ Thống Kiến Thức :

 
Nếu các bạn có đóng góp hoặc ý kiến vui lòng gửi về toancodiem.xinchao@outlook.com
 

Đừng quên nếu có bài toán cần hỏi thì 👇

 
notion image
 
LIÊN HỆ
📬 toancodiem.xinchao@gmail.com
📇169/2 Nguyễn Văn Cừ Phường 2 Q5 TPHCM
 
Đăng kí Học - Thời Khoá biểu
📞 +84-908-986-786 (Cô Diễm)
Hỗ Trợ  Học Viên
📞+84-765-359-411 (anh Quân)