Upload
harrypc
View
1.728
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
CHUYÊN ĐỀ
HỆ PHƢƠNG TRÌNH ĐỐI XỨNG
Phần I.
HỆ PHƢƠNG TRÌNH ĐỐI XỨNG LOẠI I
TÓM TẮT GIÁO KHOA VÀ PHƢƠNG PHÁP GIẢI TOÁN
I. Hệ đối xứng loại (kiểu) I có dạng tổng quát:
f(x, y) = 0
g(x, y) = 0
, trong đó
f(x, y) = f(y, x)
g(x, y) = g(y, x)
Phƣơng pháp giải chung:
I) Bước 1: Đặt điều kiện (nếu có).
II) Bước 2: Đặt S = x + y, P = xy với điều kiện của S, P và 2S 4P .
III) Bước 3: Thay x, y bởi S, P vào hệ phương trình. Giải hệ tìm S, P rồi dùng Vi–et đảo tìm x, y.
Chú ý:
I) Cần nhớ: x2 + y
2 = S
2 – 2P, x
3 + y
3 = S
3 – 3SP.
II) Đôi khi ta phải đặt ẩn phụ u = u(x), v = v(x) và S = u + v, P = uv.
III) Có những hệ phương trình trở thành đối xứng loại I sau khi đặt ẩn phụ.
Ví dụ 1. Giải hệ phương trình
2 2
3 3
x y xy 30
x y 35
.
GIẢI
Đặt S x y, P xy , điều kiện 2S 4P . Hệ phương trình trở thành:
22
30PSP 30 S
90S(S 3P) 35 S S 35S
S 5 x y 5 x 2 x 3
P 6 xy 6 y 3 y 2
.
Ví dụ 2. Giải hệ phương trình 3 3
xy(x y) 2
x y 2
.
GIẢI
Đặt t y, S x t, P xt , điều kiện 2S 4P. Hệ phương trình trở thành:
3 3 3
xt(x t) 2 SP 2
x t 2 S 3SP 2
S 2 x 1 x 1
P 1 t 1 y 1
.
Ví dụ 3. Giải hệ phương trình 2 2
2 2
1 1x y 4
x y1 1
x y 4x y
.
GIẢI
Điều kiện x 0,y 0 .
Hệ phương trình tương đương với: 2 2
1 1x y 4
x y
1 1x y 8
x y
Đặt 21 1 1 1S x y ,P x y ,S 4P
x y x y
ta có:
2
1 1x y 4S 4 S 4 x y
P 4 1 1S 2P 8x y 4
x y
1x 2 x 1x
1 y 1y 2y
.
Ví dụ 4. Giải hệ phương trình
2 2x y 2xy 8 2 (1)
x y 4 (2)
.
GIẢI
Điều kiện x,y 0 . Đặt t xy 0 , ta có:
2xy t và (2) x y 16 2t .
Thế vào (1), ta được:
2t 32t 128 8 t t 4
Suy ra:
xy 16 x 4
x y 8 y 4
.
II. Điều kiện tham số để hệ đối xứng loại (kiểu) I có nghiệm
Phƣơng pháp giải chung:
I) Bước 1: Đặt điều kiện (nếu có).
II) Bước 2: Đặt S = x + y, P = xy với điều kiện của S, P và 2S 4P (*).
III) Bước 3: Thay x, y bởi S, P vào hệ phương trình. Giải hệ tìm S, P theo m rồi từ điều kiện (*) tìm m.
Chú ý:
Khi ta đặt ẩn phụ u = u(x), v = v(x) và S = u + v, P = uv thì nhớ tìm chính xác điều kiện u, v.
Ví dụ 1 (trích đề thi ĐH khối D – 2004). Tìm điều kiện m để hệ phương trình sau có nghiệm thực:
x y 1
x x y y 1 3m
.
GIẢI
Điều kiện x,y 0 ta có:
3 3
x y 1 x y 1
x x y y 1 3m ( x) ( y) 1 3m
Đặt S x y 0,P xy 0 , 2S 4P. Hệ phương trình trở thành:
2
S 1 S 1
P mS 3SP 1 3m
.
Từ điều kiện 2S 0,P 0,S 4P ta có 1
0 m4
.
Ví dụ 2. Tìm điều kiện m để hệ phương trình 2 2
x y xy m
x y xy 3m 9
có nghiệm thực.
GIẢI
2 2
x y xy m (x y) xy m
xy(x y) 3m 9x y xy 3m 9
.
Đặt S = x + y, P = xy, 2S 4P. Hệ phương trình trở thành: S P m
SP 3m 9
.
Suy ra S và P là nghiệm của phương trình 2t mt 3m 9 0
S 3 S m 3
P m 3 P 3
.
Từ điều kiện ta suy ra hệ có nghiệm
2
2
3 4(m 3) 21m m 3 2 3
(m 3) 12 4
.
Ví dụ 3. Tìm điều kiện m để hệ phương trình x 4 y 1 4
x y 3m
có nghiệm.
GIẢI
Đặt u x 4 0,v y 1 0 hệ trở thành:
2 2
u v 4u v 421 3mu v 3m 5 uv
2
.
Suy ra u, v là nghiệm (không âm) của 2 21 3mt 4t 0
2
(*).
Hệ có nghiệm (*) có 2 nghiệm không âm
/ 3m 130 0 132S 0 m 721 3m 30P 0
2
.
Ví dụ 4. Tìm điều kiện m để hệ phương trình
2 2x y 4x 4y 10
xy(x 4)(y 4) m
có nghiệm thực.
GIẢI
2 22 2
2 2
(x 4x) (y 4y) 10x y 4x 4y 10
xy(x 4)(y 4) m (x 4x)(y 4y) m
.
Đặt 2 2u (x 2) 0, v (y 2) 0 . Hệ phương trình trở thành:
u v 10 S 10
uv 4(u v) m 16 P m 24
(S = u + v, P = uv).
Điều kiện
2S 4P
S 0 24 m 1
P 0
.
BÀI TẬP
Giải các hệ phƣơng trình sau
1. 2 2
x y xy 5
x y xy 7
. Đáp số:
x 1 x 2
y 2 y 1
.
2.
2 2x xy y 3
2x xy 2y 3
. Đáp số:
x 1 x 3 x 3
y 1 y 3 y 3
.
3. 3 3
x y 2xy 2
x y 8
. Đáp số:
x 2 x 0
y 0 y 2
.
4.
3 3x y 7
xy(x y) 2
. Đáp số:
x 1 x 2
y 2 y 1
.
5. 2 2
x y 2xy 5
x y xy 7
. Đáp số:
1 37 1 37x xx 2 x 1 4 4
y 1 y 2 1 37 1 37y y
4 4
.
6. 2 2
2 2
1(x y)(1 ) 5
xy1
(x y )(1 ) 49x y
.
Đáp số:
x 1 x 17 3 5 7 3 5x x
2 2 7 3 5 7 3 5y yy 1 y 1 2 2
.
7. x y y x 30
x x y y 35
. Đáp số:
x 4 x 9
y 9 y 4
.
8.
x y 71
y x xyx xy y xy 78
(chú ý điều kiện x, y > 0). Đáp số: x 4 x 9
y 9 y 4
.
9. 2 23 3
3 3
2(x y) 3 x y xy
x y 6
. Đáp số:
x 8 x 64
y 64 y 8
.
10. Cho x, y, z là nghiệm của hệ phương trình
2 2 2x y z 8
xy yz zx 4
. Chứng minh
8 8x,y,z
3 3 .
HƯỚNG DẪN GIẢI
Hệ phương trình
2 2 2 2 2x y 8 z (x y) 2xy 8 z
xy z(x y) 4 xy z(x y) 4
2 2(x y) 2[4 z(x y)] 8 z
xy z(x y) 4
2 2(x y) 2z(x y) (z 16) 0
xy z(x y) 4
2 2
x y 4 z x y 4 z
xy (z 2) xy (z 2)
.
Do x, y, z là nghiệm của hệ nên:
2 2
22 2
(4 z) 4(z 2) 8 8(x y) 4xy z
( 4 z) 4(z 2) 3 3
.
Đổi vai trò x, y, z ta được 8 8
x,y,z3 3
.
11.
x y1 1 1
16 16 2x y 1
. Đáp số:
1x
21
y2
.
12.
sin (x y)
2 2
2 1
2(x y ) 1
HƯỚNG DẪN GIẢI
Cách 1:
sin (x y)
2 2 2 22 2
sin (x y) 0 x y (1)2 1
2(x y ) 1 2(x y ) 1 (2)2(x y ) 1
2
2 2
2
1 2 2x x1 2 2 2(2) x y 2 x y 2
12 2 2y y2 2 2
.
x y 0(1)
x y 1
thế vào (2) để giải.
Cách 2:
Đặt S = x + y, P = xy. Hệ trở thành:
sinS
22
S2 1
4P 2S 12(S 2P) 1
.
Từ điều kiện 2S 4P ta suy ra kết quả tương tự.
Hệ có 4 nghiệm phân biệt
1 1 1 1x x x x
2 2 2 21 1 1 1
y y y y2 2 2 2
.
Tìm điều kiện của m để các hệ phƣơng trình thỏa yêu cầu
1. Tìm m để hệ phương trình
2 2x xy y m 6
2x xy 2y m
có nghiệm thực duy nhất.
HƯỚNG DẪN GIẢI
Hệ có nghiệm duy nhất suy ra x = y, hệ trở thành:
2 2
2 2 2
3x m 6 3x 6 m m 3
m 21x 4x m x 4x 3x 6
.
+ m = – 3:
2 2 2x xy y 3 (x y) xy 3
2(x y) xy 3 2(x y) xy 3
x y 0 x y 2 x 3 x 3 x 1
xy 3 xy 1 y 1y 3 y 3
(loại).
+ m = 21:
2 2 2x xy y 27 (x y) xy 27
2x xy 2y 21 2(x y) xy 21
x y 8 x y 6 x 3
xy 37 xy 9 y 3
(nhận).
Vậy m = 21.
2. Tìm m để hệ phương trình: 2 2
x xy y m 1
x y xy m
có nghiệm thực x > 0, y > 0.
HƯỚNG DẪN GIẢI
2 2
x xy y m 1 (x y) xy m 1
xy(x y) mx y xy m
x y 1 x y m
xy m xy 1
.
Hệ có nghiệm thực dương 2
m 0 10 m m 2
1 4m m 4 4
.
Vậy 1
0 m m 24
.
3. Tìm m để hệ phương trình x y m
x y xy m
có nghiệm thực.
HƯỚNG DẪN GIẢI
22
x y mx y mx y mm mx y xy m xyx y 3 xy m
3
.
Suy ra x, y là nghiệm (không âm) của phương trình 2
2 m mt mt 0
3
(*).
Hệ có nghiệm (*) có 2 nghiệm không âm
/ 2
2
0 m 4m 0m 0
S 0 m 01 m 4
P 0 m m 0
.
Vậy m 0 1 m 4 .
4. Tìm m để hệ phương trình
2 2
2
x y 2(1 m)
(x y) 4
có đúng 2 nghiệm thực phân biệt.
HƯỚNG DẪN GIẢI
2 2 2
2 2
x y 2(1 m) (x y) 2xy 2(1 m)
(x y) 4 (x y) 4
xy 1 m xy 1 m
x y 2 x y 2
.
Hệ có đúng 2 nghiệm thực phân biệt khi 22 4(1 m) m 0 .
5. Cho x, y là nghiệm của hệ phương trình 2 2 2
x y 2m 1
x y m 2m 3
. Tìm m để P = xy nhỏ nhất.
HƯỚNG DẪN GIẢI
Đặt S x y, P xy , điều kiện 2S 4P.
2 2 2 2 2
x y 2m 1 S 2m 1
x y m 2m 3 S 2P m 2m 3
2 2 2
S 2m 1S 2m 13(2m 1) 2P m 2m 3 P m 3m 22
Từ điều kiện suy ra 2 2 4 2 4 2
(2m 1) 6m 12m 8 m .2 2
Xét hàm số 23 4 2 4 2
f(m) m 3m 2, m2 2 2
.
Ta có 4 2 11 6 2 4 2 4 2
min f(m) f , m ;2 4 2 2
Vậy 11 6 2 4 2
minP m4 2
.
Phần II.
HỆ PHƢƠNG TRÌNH ĐỐI XỨNG LOẠI II
1. Dạng 1:
f(x, y) = 0
f(y, x) = 0 (đổi vị trí x và y cho nhau thì phƣơng trình này trở thành phƣơng trình kia)
Phƣơng pháp giải chung
Cách giải 1
Trừ hai phương trình cho nhau, đưa về phương trình tích, giải x theo y (hay ngược lại) rồi thế vào một trong hai
phương trình của hệ.
Ví dụ 1. Giải hệ phương trình
3
3
x 2x y (1)
y 2y x (2)
.
Giải
Trừ (1) và (2) vế theo vế ta được:
3 3 2 2x y 3x 3y 0 (x y)(x y xy 3) 0
2 2y 3y(x y) x 3 0 y x
2 4
Thế y = x vào (1) hoặc (2) ta được:
3x x 0 x 0
Vậy hệ phương trình có nghiệm duy nhất x 0
y 0
.
Ví dụ 2. Giải hệ phương trình 2x 3 4 y 4 (1)
2y 3 4 x 4 (2)
Giải
Điều kiện:
3x 4
23
x 42
.
Trừ (1) và (2) ta được:
2x 3 2y 3 4 y 4 x 0
(2x 3) (2y 3) (4 y) (4 x)0
2x 3 2y 3 4 y 4 x
2 1
(x y) 0 x y2x 3 2y 3 4 y 4 x
.
Thay x = y vào (1), ta được:
2x 3 4 x 4 x 7 2 (2x 3)(4 x) 16
22
9 x 0 112 2x 5x 12 9 x x 3 x
9x 38x 33 0 9
(nhận).
Vậy hệ phương trình có 2 nghiệm phân biệt
11xx 3 9
y 3 11y
9
.
Cách giải 2 (nên dùng khi cách 1 không giải đƣợc)
Cộng và trừ lần lượt hai phương trình đưa về hệ phương trình mới tương đương gồm hai phương trình tích (thông
thường tương đương với 4 hệ phương trình mới).
Ví dụ 3. Giải hệ phương trình
3
3
x 2x y (1)
y 2y x (2)
Giải
Trừ và cộng (1) với (2), ta được:
3 2 2
3 2 2
x 2x y (x y)(x xy y 1) 0
y 2y x (x y)(x xy y 3) 0
2 2
2 2 2 2 2 2
x y 0 x y 0x y 0 x xy y 1
x y 0 x xy y 3 x xy y 1 x xy y 3
+ x y 0 x 0
x y 0 x 0
+ 2 2 2
x y 0 y x x 3 x 3
x xy y 3 x 3 y 3 y 3
+ 2 2 2
x y 0 y x x 1 x 1
y 1 y 1x xy y 1 x 1
+
2 2
2 22 2
xy 1x xy y 1 xy 1 x 1 x 1
x y 0 y 1 y 1x y 2x xy y 3
Vậy hệ phương trình có 5 nghiệm phân biệt: x 0 x 1 x 1 x 3 x 3
x 0 y 1 y 1 y 3 y 3
.
Cách 3. Sử dụng hàm số đơn điệu để suy ra x = y
Ví dụ 4. Giải hệ phương trình 2x 3 4 y 4 (1)
2y 3 4 x 4 (2)
Giải
Điều kiện:
3x 4
23
x 42
.
Trừ (1) và (2) ta được:
2x 3 4 x 2y 3 4 y (3)
Xét hàm số 3
f(t) 2t 3 4 t, t ; 42
, ta có:
/ 1 1 3f (x) 0, t ; 4
22t 3 2 4 t
(3) f(x) f(y) x y .
Thay x = y vào (1), ta được:
2x 3 4 x 4 x 7 2 (2x 3)(4 x) 16
2 112 2x 5x 12 9 x x 3 x
9 (nhận).
Vậy hệ phương trình có 2 nghiệm phân biệt
11xx 3 9
y 3 11y
9
.
Ví dụ 5. Giải hệ phương trình
3
3
x 2x y
y 2y x
.
Giải
Xét hàm số 3 / 2f(t) t 2t f (t) 3t 2 0, t .
Hệ phương trình trở thành f(x) y (1)
f(y) x (2)
.
+ Nếu x y f(x) f(y) y x (do (1) và (2) dẫn đến mâu thuẩn).
+ Nếu x y f(x) f(y) y x (mâu thuẩn).
Suy ra x = y, thế vào hệ ta được 3x x 0 x 0.
Vậy hệ có nghiệm duy nhất x 0
y 0
.
Chú ý:
Khi gặp hệ phương trình đối xứng loại II dạng 1, ta nên giải cách 1. Nếu giải không được mới nghĩ đến cách 2 và
3, nếu vẫn không giải được thì quay trở về đề bài và tìm điều kiện chính xác rồi giải lại cách 1!
Ví dụ 6 (trích đề thi ĐH khối B – 2003). Giải hệ phương trình:
2
2
2
2
x 23x
yy 2
3yx
Giải
Nhận xét từ hệ phương trình ta có x 0
y 0
. Biến đổi:
2
2 22
2 22
2
x 23x 3xy x 2 (1)y
3yx y 2 (2)y 23y
x
Trừ (1) và (2) ta được:
(x y)(3xy x y) 0 x y (3xy x y 0).
Với 3 2x y : (1) 3x x 2 0 2(x 1)(3x 2x 2) 0 x 1.
Vậy hệ có 1 nghiệm x 1
y 1
.
2. Dạng 2:
f(x,y) = 0
g(x,y) = 0, trong đó chỉ có 1 phƣơng trình đối xứng
Phƣơng pháp giải chung
Cách giải 1
Đưa phương trình đối xứng về dạng tích, giải y theo x rồi thế vào phương trình còn lại.
Ví dụ 1. Giải hệ phương trình 2
1 1x y (1)
x y2x xy 1 0 (2)
.
Giải
Điều kiện: x 0, y 0 . Ta có:
1 1
(1) (x y) 1 0 y x y .xy x
+ Với y = x: 2(2) x 1 0 x 1 .
+ Với 1
yx
: (2) vô nghiệm.
Vậy hệ phương trình có 2 nghiệm phân biệt x 1 x 1
y 1 y 1
.
Cách giải 2 (nên dùng khi cách 1 không giải đƣợc)
Đưa phương trình đối xứng về dạng f(x) f(y) x y với hàm f đơn điệu.
Ví dụ 2. Giải hệ phương trình 2
x y cos x cos y (1)
x y 3y 18 0 (2)
.
Giải
Tách biến phương trình (1), ta được:
(1) x cos x y cos y (3).
Xét hàm số /f(t) t cos t f (t) 1 sint 0, t .
Suy ra (3) f(x) f(y) x y .
Thay x = y vào (2), ta được:
3 2x 3x 18 0 (x 3)(x 3x 6) 0 x 3.
Vậy hệ phương trình có nghiệm duy nhất x 3
y 3
.
Chú ý: Cách giải sau đây sai:2
1 1x y (1)
x y2x xy 1 0 (2)
.
Giải
Điều kiện: x 0, y 0 .
Xét hàm số /2
1 1f(t) t , t \ {0} f (t) 1 0, t \ {0}
t t .
Suy ra (1) f(x) f(y) x y !
Sai do hàm số f(t) đơn điệu trên 2 khoảng rời nhau (cụ thể f(–1) = f(1) = 0).
BÀI TẬP
Giải các hệ phƣơng trình sau
1)
2
2
x 3y 2 0
y 3x 2 0
. Đáp số:
x 1 x 2
y 1 y 2
.
2)
2
2
x xy x 2y
y xy y 2x
. Đáp số:
3xx 0 2
y 0 3y
2
.
3) x 1 y 7 4
y 1 x 7 4
. Đáp số:
x 8
y 8
.
4) x 1 y 2 3
y 1 x 2 3
. Đáp số:
x 3
y 3
.
5) x 3 2 y 3
y 3 2 x 3
. Đáp số:
x 1 x 2
y 1 y 2
.
6)
3
3
x x 2y
y y 2x
. Đáp số:
x 0 x 3 x 3
y 0 y 3 y 3
.
7) 2
2
32x y
x3
2y xy
. Đáp số: x 1
y 1
. 8)
2
2
12x y
y1
2y xx
. Đáp số: x 1
y 1
.
9)
2 2
2 2
x y 4 y
xy 4 x
. Đáp số:
x 2
y 2
.
10)
3 2
3 2
x x x 1 2y
y y y 1 2x
. Đáp số:
x 1 x 1
y 1 y 1
.
11) (trích đề thi ĐH khối A – 2003) 3
1 1x y (1)
x y 2y x 1 (2)
.
Hƣớng dẫn giải
Điều kiện: x 0, y 0.
x y 1 1
(1) x y 0 (x y) 1 0 x y y .xy xy x
+ Với x y : (2) 1 5
x 1 x .2
+ Với 41y : (2) x x 2 0.
x
Xét hàm số 4 / 3
3
1f(x) x x 2 f (x) 4x 1 0 x .
4
3 3 x
1 3f 2 0, lim f(x) 0, x
4 4 4
4x x 2 0 vô nghiệm.
Cách khác:
+ Với 4x 1 x 2 0 x x 2 0 .
+ Với 4 4x 1 x x x x x 2 0 .
Suy ra (2) vô nghiệm.
Vậy hệ phương trình có 3 nghiệm phân biệt
1 5 1 5x xx 1 2 2
y 1 1 5 1 5y y
2 2
.
12) x sin y (1)
y sin x (2)
Hƣớng dẫn giải
Trừ (1) và (2) ta được:
x y siny sinx x sinx y siny (3).
Xét hàm số /f(t) t sint f (t) 1 cos t 0, t .
(3) f(x) f(y) x y (1) x sinx 0 (4).
Xét hàm số /g(x) x sinx g (x) 1 cosx 0, x (4) có không quá 1 nghiệm.
Do g(0) 0 (4) x 0. Vậy hệ có 1 nghiệm x 0
y 0
.
Phần III.
HỆ PHƯƠNG TRÌNH ĐỐI XỨNG
VÀ MỘT SỐ BÀI TOÁN CÓ LIÊN QUAN
3.1 Dùng ẩn phụ để đưa hệ phương trình đối xứng không giải được theo cách giải “quen thuộc” về hệ phương
trình đối xứng giải được theo cách giải “quen thuộc”
Ví dụ 1. Giải hệ phương trình 30
35
x y y x
x x y y
Đây là hệ phương trình đối xứng loại một đối với hai ẩn x và y và không giải được theo cách giải “quen
thuộc”.
Dùng ẩn phụ u x và v y đưa hệ phương trình về hệ phương trình giải được theo cách giải “quen
thuộc”.
Nghiệm của hệ phương trình là (4;9), (9;4).
Ví dụ 2. Giải hệ phương trình 4
4
1 1
1 1
x y
y x
Đây là hệ phương trình đối xứng loại hai đối với hai ẩn x và y và không giải được theo cách giải “quen
thuộc”.
Dùng ẩn phụ 4 1u x và 4 1v y đưa hệ phương trình về hệ phương trình giải được theo cách giải
“quen thuộc”.
Nghiệm của hệ phương trình là (1;1).
Ví dụ 3. Giải hệ phương trình
2
2
x y y
y x x
Đây là hệ phương trình đối xứng loại hai đối với hai ẩn x và y và không giải được theo cách giải “quen
thuộc”.
Dùng ẩn phụ u x và v y đưa hệ phương trình về hệ phương trình giải được theo cách giải “quen
thuộc”.
Nghiệm của hệ phương trình là (0;0),(2;2),(2; 2),( 2;2),( 2; 2).
Ví dụ 4. Giải hệ phương trình
2 2
2 2
2 2 5
5
x y
x y x y x y
Đây là hệ phương trình đối xứng loại một đối với hai ẩn x và y và không giải được theo cách giải “quen
thuộc”.
Dùng ẩn phụ u x y và v x y đưa hệ phương trình về hệ phương trình giải được theo cách giải
“quen thuộc”.
Nghiệm của hệ phương trình là 1 3 3 1 1 3 3 1 3 1
( ; ), ( ; ), ( ; ), ( ; ), ( ; ),2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
3 1( ; ),
2 2
1 3( ; ),2 2
1 3( ; ).
2 2
Ví dụ 5. Giải hệ phương trình 2 2
2 2
1 14
1 14
x yx y
x yx y
Đây là hệ phương trình đối xứng loại một đối với hai ẩn x và y và nếu giải theo cách giải “quen thuộc” thì dẫn
đến hệ phương trình rất phức tạp.
Dùng ẩn phụ 1
u xx
và 1
v yy
đưa hệ phương trình về hệ phương trình giải được theo cách giải
“quen thuộc”.
Nghiệm của hệ phương trình là (1;1).
Trong một số trường hợp khi gặp hệ phương trình đối xứng ta không thể giải được theo cách giải “quen
thuộc” và cũng không chọn được ẩn phụ nào thích hợp để đưa về cách giải “quen thuộc”, khi đó ta sẽ dùng
phương pháp đánh giá, hay sử dụng tính đơn điệu của hàm số để giải quyết. Các ví dụ sau đây sẽ minh hoạ cho
hai trường hợp như thế.
Ví dụ 6. Giải hệ phương trình 7 11 6
7 11 6
x y
y x
Giải. Điều kiện , 7;11x y
Cộng vế theo vế ta có ( 7 11 ) ( 7 11 ) 12x x y y (*)
Theo bất đẳng thức Bu-nhi-a-cốp-xki ta có ( 7 11 ) 6x x và ( 7 11 ) 6y y nên
( 7 11 ) ( 7 11 ) 12x x y y . Do đó (*) 7 11
7 11
x x
y y 2.x y
Vậy hệ phương trình có nghiệm duy nhất (2;2).
Ví dụ 7. Giải hệ phương trình 2 2
2 2
x y
y x
Bài toán này không thể giải quyết được theo phương pháp đánh giá như trên.
Giải. Điều kiện , 0;2x y
Trừ từng vế hai phương trình cho nhau ta được :
2 2 0 2 2 ( ) ( )x y y x x x y y f x f y
trong đó ( ) 2f t t t với 0 2.t Dễ thấy ( )f t là hàm đồng biến trên khoảng (0;2). Vì thế
( ) ( ) .f x f y x y
Thay x y vào phương trình 2 2x y ta được 2 2 0x x x hoặc 2.x
Vậy nghiệm của hệ phương trình là (0;0) và (2;2).
3.2. Dùng ẩn phụ để đưa phương trình về hệ phương trình đối xứng
Ví dụ 8. Giải phương trình 4 46 2 2x x
Phương trình này không thể giải quyết được bằng phép biến đổi tương đương.
Dùng ẩn phụ 4 6u x và 4 2v x đưa phương trình về hệ phương trình đối xứng loại một với cách
giải “quen thuộc”.
Nghiệm của phương trình là 2x và 6.x
Dạng tổng quát của bài toán này là ( ) ( ) .n na f x b f x c
Ví dụ 9. Giải phương trình 3 31 2 2 1x x
Phương trình này không thể giải quyết được bằng phép biến đổi trực tiếp.
Dùng ẩn phụ 3 2 1u x đưa phương trình về hệ phương trình đối xứng loại hai với cách giải “quen thuộc”.
Nghiệm của phương trình là 1 5
2x và 1.x
Dạng tổng quát của bài toán này là .n nx b a ax b
Ví dụ 10. Giải phương trình 9 9 x x
Nếu dùng phép biến đổi tương đương sẽ dẫn đến phương trình bậc bốn phức tạp.
Dùng ẩn phụ 9u x đưa phương trình về hệ phương trình đối xứng loại hai với cách giải “quen thuộc”.
Nghiệm của phương trình là 19 37
.2
x
Dạng tổng quát của bài toán này là .x a a x
Ví dụ 11. Giải phương trình 33 9 ( 3) 6x x
Nếu dùng phép biến đổi tương đương sẽ dẫn đến phương trình rất phức tạp.
Dùng ẩn phụ 33 9u x đưa phương trình về hệ phương trình đối xứng loại hai với cách giải “quen
thuộc”.
Nghiệm của phương trình là 1.x
Dạng tổng quát của bài toán này là ( )nn ax b c dx e x trong đó d ac và .e bc Ta
sử dụng ẩn phụ .ndu e ax b
Ví dụ 12. Giải phương trình 3
77 2log (6 1) 1x x
Bài toán này rất khó giải nếu không dùng ẩn phụ.
Dùng ẩn phụ 7log (6 1)u x đưa phương trình về hệ phương trình đối xứng loại hai.
Nghiệm của phương trình là 0x và 1.x
Dạng tổng quát của bài toán này là 1 1
2 2log ( ) .x
aa p x qx r
Ví dụ 13. Giải phương trình 2 21 2(1 2 )x x
Dùng ẩn phụ 21 2u x đưa phương trình về hệ phương trình đối xứng loại hai.
Nghiệm của phương trình là 1 5
,4
x 1
2x và 1.x
Dạng tổng quát của bài toán này là 2 2( ) .a b a bx x
Phần IV.
BÀI TẬP BỔ SUNG
1)
0x500yxy
0y2000xyx
23
23
2)
32
32
32
x64z48z12
z64y48y12
y64x48x12
3)
2001519
2001519
2001519
yy1890xz
xx1890zy
zz1890yx
4)
xxx1z2
zzz1y2
yyy1x2
23
23
23
5)
2xz2zz
2zy2yy
2yx2xx
245
245
245
Tìm nghiệm dƣơng của phƣơng trình
6)
08y12y6z
08z12z6x
08x12x6y
23
23
23
7) Tìm m để hệ phƣơng trình sau có đúng 2 nghiệm.
2myx
256yx
88
8
8)
1zx21zz
1yz21yy
1xy21xx
32
32
32
9)
2xy
2yx
3
3
Tổng quát: Nk2xy
2yx
3k6
3k6
10) 8x32x3x2 32
11)
027z27z9x
027y27y9z
027x27x9y
23
23
23
12)
2004x4z
x30
2004z4y
z30
2004y4x
y30
2
2
2
13
08z12z6x
08y12y6z
08x12x6y
23
23
23
14)
xxzz2
zzyy2
yyxx2
2
2
2
15 22
22
x1x21y
y1y21x
16)
21214.30y2001x
21212001y4.30x