Dạng 1 : Chứng minh bất đẳng thức bằng phép biến đổi tương đương.
Các phép biến đổi tương đương (b) , (c) , (d) thừơng được dùng để biến đổi bất đẳng thức
cần chứng minh A ≥ B tương đương với C ≥ D , cuối cùng dùng định nghĩa :C ≥ D <=> C – D ≥ 0=>
Trần Thành Minh – Phan Lưu Biên - Trần Quang Nghĩa ĐẠI SỐ 10 Chương 4. Bất Đẳng Thức Bất Phương Trình SAVE YOUR TIME&MONEY SHARPEN YOUR SELF-STUDY SKILL SUIT YOUR PACE Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 2 Chương 4 . Bất Đẳng Thức . Bất Phương Trình § 1. Bất đẳng thức A. Tóm tắt giáo khoa . 1. A > B Ù A – B > 0 ; A < B Ù A – B < 0 A ≥ B Ù A – B ≥ 0 ; A ≤ B Ù A – B ≤ 0 2. Tính chất : (a) A > B và B > C => A > C (b) A > B Ù A + C > B + C (c) A > B Ù A.C B.C A.C B.C >⎧⎨ <⎩ (d) Nếu A, B > 0 : A > B Ù A B> A > B Ù 3 3A B> (e) A B A C B D C D >⎧ => + > +⎨ >⎩ (f) A B 0 C D 0 > >⎧⎨ > >⎩ => AC > BD 3. Bất đẳng thức Cô-si : * Định lí : Với mọi a , b 0≥ : a bab 2 +≤ Đẳng thức xảy ra Ù a = b * Hệ quả : • 1a 2 a + ≥ • Nếu a , b ≥ 0 và a + b = s thì giá trị lớn nhất của ab là s2 / 4 khi a = b • Nếu a , b ≥ 0 và ab = p thì giá trị nhỏ nhất của a + b = 2 p khi a = b 4.Bất đẳng thức chứa giá trị tuyệt đối. * |x| ≤ a Ù - a ≤ x ≤ a * |x| ≥ a Ù x a x a ≥⎡⎢ ≤ −⎣ * |a + b| ≤ |a| + |b| ; |a - b| ≥ ||a| - |b|| B. Giải toán . Dạng 1 : Chứng minh bất đẳng thức bằng phép biến đổi tương đương. Các phép biến đổi tương đương (b) , (c) , (d) thừơng được dùng để biến đổi bất đẳng thức cần chứng minh A ≥ B tương đương với C ≥ D , cuối cùng dùng định nghĩa :C ≥ D Ù C – D ≥ 0 . Ví dụ : Chứng minh các bất đẳng thức sau : a) 2(a3 + b3 ) ≥ (a + b)(a2 + b2 ) ∀ a , b và a + b > 0 b) 4x2 + y2 ≥ 4x + 4y - 5 , ∀ x, y c) x2 – 4xy + 5y2 + 2x – 8y + 5 ≥ 0 , ∀ x, y d) x 1 9 x 4− + − ≤ , ∀ x ∈ [1 ; 9] nếu C > 0 nếu C < 0 Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 3 Giải :a) Bất đẳng thức cần CM Ù 2(a3 + b3 ) – (a + b)(a2 + b2 ) ≥ 0 (định nghĩa) \ Ù (a + b)[2(a2 + b2 – ab) - (a2 + b2 )] ≥ 0 Ù (a + b)(a2 + b2 – 2ab) ≥ 0 Ù (a + b)(a – b)2 ≥ 0 Bất đẳng thức cuối cùng đúng vì a + b > 0 và (a – b)2 ≥ 0 b) Bất đẳng thức cần CM Ù (4x2 – 4x + 1) + (y2 – 4y + 4) ≥ 0 Ù (2x – 1)2 + (y – 2)2 ≥ 0 ( bất đẳng thức đúng ) c) Bất đẳng thức cần CM Ù x2 – 2(2y – 1)x + 5y2 – 8y + 5 ≥ 0 (viết thành đa thức bậc 2 theo x , với hệ số là y) Ù [x2 – 2(2y - 1)x + (2y – 1)2 ] – (2y – 1)2 + 5y2 – 8y + 5 ≥ 0 (thêm bớt số hạng để đưa về hằng đẳng thức a 2 – 2ab + b2 ) Ù [x – 2y + 1]2 + y2 – 4y + 4≥ 0 ( rút gọn ) Ù ( x – 2y + 1)2 + (y – 2)2 ≥ 0 ( bất đẳng thức đúng ) d) Hai vế đều dương , bình phương hai vế , ta được bất đẳng thức tương đương : 2( x 1 9 x ) 16− + − ≤ Ù(x – 1) + (9 – x) + 2 (x 1)(9 x) 16− − ≤ ( khai triển) Ù 2 2( x 10x 9)− + − ≤ 8 ( rút gọn ) Ù 2x 10x 9− + − ≤ 4 ( nhân hai vế cho ½ ) Ù - x2 + 10x – 9 ≤ 16 ( bình phương hai vế ) Ù x2 – 10x + 25 ≥ 0 ( rút gọn ) Ù (x – 5)2 ≥ 0 ( bất đẳng thức đúng ) Dạng 2 : Chứng minh bất đẳng thức bằng bất đẳng thức Cô- si Sử dụng một trong các dạng : a bab 2 +≤ ; a + b ≥ 2 ab Hoặc các dạng tương đương : a2 + b2 ≥ 2ab ; ab ≤ 2 ba 22 + (2 bất đẳng thức này đúng với mọi a, b ) Ví dụ 1 : CMR : a) (x 1)(5 x)− − ≤ 2 , ∀ x ∈ [1 ; 5] b) x 4x 5 − + ≤ 1 6 , ∀ x ≥ 4 c) x + 9 x 1− ≥ 7 , ∀ x > 1 d) 24x 8x 1 x + + ≥ 12 , ∀ x > 0 Giải a) Vì x ∈ [ 1 ; 5] nên x – 1 ≥ 0 và 5 – x ≥ 0 . Áp dụng bất đẳng thức Cô-si cho hai số không âm x – 1 và 5 – x , ta có : (x 1)(5 x)− − ≤ (x 1) (5 x) 22 − + − = Ghi chú : Có thể sử dụng pp biến đổi tương đương bằng cách bình phương hai vế rồi chuyển vế như trong dạng toán 1. b) Ta có : 1x 4 (x 4)9 3 − = − ( nhân và chia cho 3 = 9 để đưa về dạng ab ) Áp dụng bất đẳng thức Cô-si cho hai số không âm x – 4 và 9 : x 4− = 9)4x(3 1 − ≤ 1 (x 4) 9 x 5.3 2 6 − + += Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 4 Chia hai vế cho x + 5 > 0 , ta được bất đẳng thức : x 4 1 x 5 6 − ≤+ ( đpcm) Ghi chú : Có thể sử dụng pp biến đổi tương đương bằng cách nhân hai vế cho x + 5 > 0 rồi chuyển vế như trong dạng toán 1. c) Ta có : x + 9 x 1− = ( x – 1) + 9 x 1− + 1 ( thêm 1 bớt 1 để đưa về dạng a + 9 a ) . Áp dụng bất đẳnghức Cô – si cho hai số dương : x – 1 và 9 x 1− , ta được : (x – 1) + 9 x 1− ≥ 2. 9(x 1). 2. 9 6 x 1 − = =− Suy ra : x + 9 x 1− ≥ 6 + 1 ( cộng hai vế cho 1 ) ≥ 7 ( đpcm) Ghi chú : Có thể sử dụng pp biến đổi tương đương bằng cách nhân hai vế cho x - 1 > 0 rồi chuyển vế như trong dạng toán 1. d) Ta có : 24x 8x 1 x + + = 4x + 1 x + 8 ( Chia tử và mẫu ) Áp dụng bất đẳng thức Cô –si cho 4x và 1 x , ta được : 4x + 1 x ≥ 12. 4x. 4 x ≥ Suy ra : 24x 8x 1 x + + ≥ 4 + 8 = 12 ( đpcm) Ghi chú : (1) Có thể sử dụng pp biến đổi tương đương như trong dạng toán 1 . (2) Đặc trưng của phưong pháp chứng minh bất đẳng thức bằng bất đẳng thức Cô – si là ta chỉ phân tích một vế rồi sử dụng bất đẳng thức Cô- si cho hai số thích hợp , kết hợp với tính chất của bất đẳng thức, để so sánh với vế còn lại . (3) Trong 4 bài toán này , nếu ta dấu giá trị của vế phải , ta được bài toán đi tìm giá trị lớn nhất ( bài a , b ) hay giá trị nhỏ nhất ( bài c , d) của một biểu thức Ví dụ 2 : CM các bất đẳng thức sau : a) 2 2 2 2 2 2 a b c a c b b c a c b a + + ≥ + + , với mọi a , b, c ≠ 0 . b) (a + b)(b + c) (c + a) ≥ 8abc với mọi a , b, c ≥ 0 . c) (a + b + c) ( 1 1 1 a b c + + ) ≥ 9 , (a , b , c > 0 ). Khi nào đẳng thức xảy ra ? Giải a) Trong bài này , ta sử dụng bất đẳng thức Cô - si kết hợp với tính chất (e) . Áp dụng bất đẳng thức Cô- si cho các cặp số không âm , ta có : 2 2 2 2 2 2 2 2 a b a b2 . b c b c + ≥ = 2 a c Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 5 2 2 2 2 2 2 2 2 b c b c2 . c a c a + ≥ = 2 b a 2 2 2 2 2 2 2 2 c a c a2 . a b a b + ≥ = 2 c b Cộng ba bất đẳng thức cùng chiều vế với vế , rồi chia hai vế cho 2 , ta được đpcm . b) Áp dụng bất đẳng thức Cô- si cho các cặp số không âm , ta có : a + b ≥ 2 ab > 0 b + c ≥ 2 bc > 0 c + a ≥ 2 ca > 0 Nhân ba bất đẳng thức cùng chiều vế với vế , ta được đpcm . c) Ta có : (a + b + c) ( 1 1 1 a b c + + ) = 1 + 1 + 1 + ( a b b a + ) + ( a c c a + ) + ( b c c b + ) Áp dụng bất đẳng thức Cô- si cho các cặp số trong dấu ngoặc , ta được : a b b a + ≥ 2 . a b. 2 b a = (1) , a c b c2 (2) ; 2 (3) c a c b + ≥ + ≥ Suy ra : (a + b + c) ( 1 1 1 a b c + + ) ≥ 3 + 2 + 2 + 2 = 9 (4) ( đpcm) Đẳng thức xảy ra ở (4) Ù Đẳng thức xảy ra đồng thời xảy ra ở (1) , (2) , (3) Ù a b a c b c; ; b a c a c b = = = Ù a2 = b2 = c2 Ù a = b = c Dạng 3 : Chứng minh bất đẳng thức có chứa giá trị tuyệt đối . Ta thường sử dụng các công thức trong phần 4 để chứng minh bất đẳng thức có chứa giá trị tuyệt đối hay giải bất phương trình chứa giá trị tuyệt đối . Ví dụ : a) CM : |5 – x| + |x + 10| ≥ 15 với mọi x . b) Giải bất phương trình : |x – 3| ≤ 5 c) Giải bất phương trình : |2x – 3| ≥ x2 Giải a) Áp dụng bất đẳng thức |a| + |b| ≥ |a + b| , ta có : |5 – x| + |x + 10| ≥ | 5 – x + x + 10 | = 15 : đpcm . Vậy bất đẳng thức đúng với mọi x . b) Ta có phép biến đổi tương đương : |x – 3| ≤ 5 Ù - 5 ≤ x – 3 ≤ 5 Ù 3 – 5 ≤ x ≤ 3 + 5 ( chuyển vế số 3 ) Ù - 2 ≤ x ≤ 8 c) Ta có phép biến đổi tương đương : |2x – 3| ≥ x2 Ù 2 2 2x 3 x 2x 3 x ⎡ + ≥⎢ + ≤ −⎣ Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 6 Ù 2 2 x 2x 3 0 (1) x 2x 3 0 (2) ⎡ − − ≤⎢ + + ≤⎣ (1) Ù (x + 1)(x – 3) ≤ 0 Ù x 1 0 x 3 0 x 1 0 x 3 0 ⎡ + ≥⎧⎨⎢ − ≤⎩⎢⎢ + ≤⎧⎢⎨ − ≥⎢⎩⎣ Ù 1 x 3 x − ≤ ≤⎡⎢ ∈∅⎣ Ù - 1 ≤ x ≤ 3 (2) Ù (x + 1)2 + 2 ≤ 0 Ù x ∈ ∅ Vậy bất phương trình có nghiệm : - 1 ≤ x ≤ 3 . Dạng 4 : Tìm giá trị lớn nhất ( GTLN) , giá trị nhỏ nhất (GTNN) của biểu thức số T . Cách 1 ( Phân tích ) : • Để tìm GTNN của T , ta viết T dưới dạng : T = f 2(x) + m trong đó m là giá trị không đổi .Thế thì : T ≥ m , ∀ x Tìm x để T = m ( đẳng thức xảy ra) Kết luận : GTNN của T là m . • Để tìm GTLN của T , ta viết T dưới dạng : T = - f 2(x) + M trong đó M giá trị không đổi .Thế thì : T ≤ M , ∀ x Tìm x để T = M ( đẳng thức xảy ra) Kết luận : GTLN của T là M . Cách 2 ( Dùng bất đẳng thức Cô- si) Tương tự như trên , tìm M ( hay m) sao cho : T ≤ M ( hay T ≥ m ) Ví dụ 1 : a) Tìm GTNN của biểu thức T = 2x2 + y2 – 2xy – 4x b) Tìm GTLN của biểu thức T = 2x + x2 – x4 Giải a) Ta có : T = (x2 – 2xy + y2 ) + (x2 – 4x + 4) – 4 = (x – y)2 + (x – 2)2 – 4 Vì (x – y)2 ≥ 0 và (x – 2)2 ≥ 0 , ∀ x , y , do đó : T ≥ - 4 , ∀ x, y Đẳng thức xảy ra Ù 2 2 (x y) 0 x y 2 (x 2) 0 ⎧ − =⎪ = =⎨ − =⎪⎩ Vậy GTNN của T là – 4 . b) Ta có : T = 2 - (1 – 2x + x2 ) – (1 - 2x2 + x4 ) = 2 – (1 – x)2 – (1 – x2)2 Vì - (1 – x)2 ≤ 0 và - (1 – x2 )2 ≤ 0 , ∀ x , do đó : T ≤ 2 , ∀ x . Đẳng thức xảy ra Ù 2 22 2 x 1(1 x) 0 x 1(1 x ) 0 =⎧ − = ⎧⎪ ⎨ ⎨ =− =⎪ ⎩⎩ Ù x = 1 Vậy GTLN của T là 2 . Ví dụ 2 : a) Tìm GTNN của T = 4 2 2 4x 3x 9 x − + ( x ≠ 0 ) b) Tìm GTLN của T = (2x 3)(5 3x)+ − ( - 3/2 ≤ x ≤ 5/3 ) c) Cho a , b , c > 0 và a + b + c = 1 , tìm GTNN của biểu thức : T = 1 1 1( 1)( 1)( 1) a b c − − − Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 7 Giải a) Ta có : T = 4x2 – 3 + 2 9 x Áp dụng bất đẳng thức Cô-si cho hai số 4x2 và 2 9 x , ta có : 4x2 + 2 9 x ≥ 2. 2 294x . 12x = => T ≥ 12 – 3 = 9 Đẳng thức xảy ra Ù 4x2 = 2 9 x Ù x4 = 9 4 Ù x2 = 3 2 Ù a = 2 3± Vậy GTNN của T là 9 . b) Ta có : T = 3 5 3 52(x ).3( x) 6. (x )( x) 2 3 2 3 + − = + − Áp dụng bất đẳng thức Cô-si cho (x + 3 2 ) và ( 5 3 - x) , ta có : T ≤ 3 5x x 2 36. 2 + + − = 196. 12 = 19 2 6 Đẳng thức xảy ra Ù x + 3 2 = 5 3 - x Ù x = 1 12 Vậy GTLN của T là 19 2 6 Ta có : T = 1 a 1 b 1 c. . a b c − − − = (b c)(c a)(a b) abc + + + (thế 1 – a = b + c , 1 – b = c + a .) Dùng bất đẳng thức Cô-si , CM được : (b + c)(c + a)(a + b) ≥ 8abc ( Xem dạng toán 2. Ví dụ 2 .(b)) , suy ra : T ≥ 8 . Đẳng thức xảy ra Ù a = b = c = 1/3 Vậy GTNN của T là 8 C. Bài tập rèn luyện 4.1. CM các bất đẳng thức sau bằng pp biến đổi tương đương : a) x2 + y2 + z2 ≥ xy + yz + zx , ∀ x, y , z Suy ra : x4 + y4 + z4 ≥ xyz(x + y + z) b) 3a2 + b2 + 4c 2 + 9d2 ≥ 2a(b + 2c + 3d) , ∀ a , b , c, d c) 4a2 + 9b2 + 5 ≥ 4(a + 3b) , ∀ a , b d) x2 – 4xy + 7y2 + 2x – 10y + 4 ≥ 0 , ∀ x , y 4.2. CM các bất đẳng thức sau bằng pp biến đổi tương đương : a) 2 2 2 2 x xy y 1 x xy y 3 − + ≥+ + , ∀ x, y > 0 b) 3 2 2 a 2a b a ab b 3 −≥+ + , ∀ a, b > 0 c) ab + 2 2(1 a )(1 b) 1− − ≤ , ∀ a , b ∈ [ - 1 ; 1] d) 1 1 1 1 1y( ) (x z) (x z)( ) x z y x Z + + + ≤ + + Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 8 4.3 . CM : 2 2 2 2 2 2a b c d (a c) (b d)+ ... x1 = m - 2 , x2 = 2 * x1 < x2 Ù m < 4 : bất phương trình có nghiệm m - 2 ≤ x ≤ 2 * x1 > x2 Ù m > 4 : bất phương trình có nghiệm 2 ≤ x ≤ m - 2 Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 44 * x1 = x2 Ù m = 4 : x ∈ ∅ 4.46. a) (1) Ù m – 1 < x < m + 1 Giải (2) : * m > 0 : x m => hệ có nghiệm vì m < m + 1 * m 0 => hệ có nghiệm vì m – 1 < m * m = 0 : hệ có nghiệm – 1 < x < 1 và x ≠ 0 Vậy hệ có nghiệm với mọi m. b) Giải (1) : m 2 0 x 1 − <+ . * m > 2 : x - 1 * m = 2 : x ∈ ∅ Giải (2) : (3x + 1 )(x – 2m + 7) < 0 Tam thức có 2 nghiệm x1 = - 1/3 và x2 = 2m – 7 . (2) có nghiệm khi -1/3 ≠ 2m – 7 Ù m ≠ 10/3 và tập nghiệm của (2) là khoảng giữa x1 và x2 . * Khi m > 2 : S1 = ( - ∞ ; - 1 ) . Vì – 1/3 > - 1 nên hệ có nghiệm khi 2m – 7 < - 1 Ù m < 3 . Vậy 2 < m < 3 . * Khi m - 1 nên hệ có nghiệm Vây hệ có nghiệm khi 2 < m <3 hay m < 2 4. 47 . a) ⎩⎨ ⎧ >+−−=Δ ≠ 04m4m3 0m 2 Ù - 2 < m < 2/3 và m ≠ 0 b) 2 nghiệm trái dấu Ù P = 0 m 8m4 <+ Ù - 2 < m < 0 c) 2 nghiệm đều âm Ù ⎪⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎧ <+= >+= >+−−=Δ 0 m )2m(2S 0 m )2m(4P 04m4m3' 2 Ù m ∈ ∅ d) * m = 0 : - 4x + 8 = 0 Ù x = 2 : nghiệm dương duy nhất => nhân m = 0 * P < 0 Ù- 2 < m < 0 * ⎩⎨ ⎧ > =Δ 0S 0Ù 3/2m 0mhay2m 2mhay3/2m =⎩⎨ ⎧ >−< −== Vậy : - 2 < m ≤ 0 hay m = 2/3 4. 48. a) Đặt t = x – 1 Ù x = t + 1 , phương trình thành : (t + 1)2 – (2m + 1)(t + 1) + 2m + 2 = 0 Ù t2 – (2m – 1)t + 2 = 0 (*) Vì x > 1 Ù t > 0 nên YCBT Ù (*) có hai nghiệm dương b) PT luôn có hai nghiệm phân biệt : x = m , x = m + 1 . YCBT Ù 0 ≤ m ≤ 5 , 0 ≤ m + 1 ≤ 5 Ù 0 ≤ m ≤ 4 4. 49. a) Điều kiện : 4x + 1 ≥ 0 Ù x ≥ - ¼ Hai vế đều không âm , bình phương, ta được : 4x + 1 ≤ 4x2 – 4x + 1 Ù 4x2 – 8x ≥ 0 Ù x ≤ 0 hay x ≥ 2 So với điều kiện , ta được nghiệm : - ¼ ≤ x ≤ 0 hay x ≥ 2 b) Điều kiện : 2 2 x 3x 2 0 2x 4x 0 ⎧ − + ≥⎪⎨ − ≥⎪⎩ Ù 20 20 12 ≥≤⎩⎨ ⎧ ≥≤ ≤≥ xhayx xhayx xhayx (1) Hai vế đều không âm , bình phương ta được : x2 – 3x + 2 ≤ 2x2 – 4x Ù x2 – x – 2 ≥ 0 Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 45 Ù x ≤ -1 hay x ≥ 2 (2) Từ (1) và (2) , BPT có nghiệm : x ≤ - 1 hay x ≥ 2 c) Điều kiện : x + 1 ≥ 0 Ù x ≥ - 1 * Nếu 2x – 4 < 0 Ù x < 2 : VT dương , VP âm nên BPT thỏa . Vậy – 1 ≤ x < 2 là nghiệm . * Nếu 2x – 4 ≥ 0 Ù x ≥ 2 : Hai vế đều không âm , bình phương, ta được : x + 1 > 4x2 – 16x + 16 Ù 4x2 – 17x + 15< 0 Ù 5/4 < x < 3 So với điều kiện x ≥ 2 , ta được nghiệm : 2 ≤ x < 3 Vậy BPT có nghiệm : - 1 ≤ x < 2 hay 2 ≤ x < 3 Ù - 1 ≤ x < 3 d) Điều kiện : 4x – x2 > 0 Ù 0 < x < 4 Nhân hai vế cho 24 xx − > 0 , ta được : (4x – x2)(x + 2) ≤ 2x + 7 Ù x3 – 2x2 – 6x + 7 ≥ 0 Ù (x – 1)(x2 – x – 7) ≥ 0 Lập bảng xét dấu trên khoảng (0 ; 4) , BPT có nghiệm : 0 ≤ x ≤ 1 hay 2 291+ ≤ x < 4 . 4. 50. a) Hàm số xác định khi f(x) = mx2 – (2m + 1)x + m + 1 ≥ 0 * m = 0 : D = ( - ∞ ; 1] * m ≠ 0 : f(x) có 2 nghiệm x1 = 1 ; x2 = m 1 m + = 1 + 1 m Khi m > 0 : x1 D = ( - ∞ ; x1] U [x2 ; + ∞ ) Khi m x2 => D = [ x2 ; x1] b) YCBTÙ [2 ; + ∞ ) ⊂ D * Khi m > 0 : YCBT Ù x2 ≤ 2 Ù m ≥ 1 * Khi m < 0 : YCBT không thỏa . Vậy m ≥ 1 thì hàm số xác định với mọi x ≥ 2 . 4.51. YCBT Ù f(x) = (m + 1)x2 – 4x + m + 4 ≥ 0 , ∀ x . * m = - 1 : không thỏa * 2 m 1 0 ' m 5m 0 + >⎧⎨Δ = − − ≤⎩ Ù m ≥ 0 4.52. (b) Ta có : f(x) = 2x 1 0 x 2 0 x 2 x 2 − − > + < −+ Vậy f(x) chì có một khoảng dương là : ( - ∞ ; - 2) 4.53.(c) Ta có : f(x) = [(x + 3)2 + 4x2 ][ (x + 3)2 – 4x2 ] = [(x + 3)2 + 4x2 ][ - 3x2 + 6x + 9] Dấu của f(x) là dấu của – 3x2 + 6x + 9 , do đó f(x) 3 Vậy có 2 khoảng âm của f(x). 4.54. (b) BPT Ù 2 22x 5x 2 2x 0 x(x 2) − + − >− Ù 5x 2 0 x(x 2) − + >− Vì x > 0 do đó ta được nghiệm : 2/5 có x = 1 4.55 . (a) Vì bất phương trình có tập nghiệm là [ - 1 ; 3] , do đó – 1 và 3 là hai nghiệm của tam thức x2 + mx + n = 0 Ù S = - m = - 1 + 3 = 2 và P = n = (-1)3 = - 3 . Vậy m + n = - 1 Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 46 4.56. (d) BPT (1) Ù x ≤ - 2 hay x ≥ 0 BPT (2) Ù 0 < x < ¼ . Vậy hệ có nghiệm : 0 < x < ¼ 4.57 (a) Ta có : x2 – 2mx + m – 3 ≥ 0 , ∀ x . Điều này xảy ra khi ∆’ = m2 – m + 3 ≤ 0 Ù m ∈ ∅ 4.58. (b) Ta có : a = m2 + m + 5 > 0 , ∀ m và ∆’ = - m2 – m – 1 0 . ∀ x => tập nghiệm là R. § 6.TRĂC NGHIỆM CUỐI CHƯƠNG A. Câu hỏi . 1. Tìm x để mệnh đề sau là đúng : 2 2x 1 3 2x (x 1) x 2 (3 2x)(x 1) x 2 x 1 ⎧ + > −⎪ => + + > − +⎨ + > +⎪⎩ a) x ≥ - 2 b) – 1 ≤ x ≤ 3/2 c) x ≥ - 1 d) mọi x 2. Tìm x để mệnh đề sau là đúng : 2 2 1 1x 3 x 4 x 3 x 4 − > + => <− + a) x > 3 b) x < 3 c) mọi x d) x ∈ ∅ 3. Nếu xy > 1 và z < 0 , bất đẳng thức nào sau đây là đúng ? (I) x > z (II) xyz < - 1 (III) xy 1 z z < a) chỉ (I) b) chỉ (II) c) chỉ (III) d) Cả ba đều sai . 4. GTNN của biểu thức : f(x) = 2 9 4 x x − + 1 là một : a) số nguyên âm b) số nguyên dương c) số hữu tỷ âm d) số hữu tỷ dương 5. GTLN của biểu thức : f(x) = 4 x - 3x + 1 là một : a) số nguyên b) số hữu tỷ dương c) số hữu tỷ âm d) số vô tỉ 6. GTNN của biểu thức : f(x) = 4x 9 x 1 x 1 + −− là : a) 12 b) 2 13 c) 4 13 d) 36 7. Cho a2 + 4b2 = a2 b2 , a , b > 0 , GTNN của ab là : a) 1/4 b) 2 c) 4 d) đáp số khác 8. BPT |2x – 1 | + x ≤ 5 có bao nhiêu nghiệm nguyên a) vô số b) 0 c) 6 d) 7 9. BPT |x 1| 1 |x 1| 3 − <+ + có nghiệm là : a) x > - 3/2 b) x ≥ 1 hay x ≤ - 1 c) – 1 < x < 1 d) x ∈ R 10. Biết 2m 1 2 m 1 − <− , BPT (m + 1)x + m – 3 < 2x – m - 1 có nghiệm là : a) x > - 2 b) x 2 d) x < 2 11. Biết BPT : (2 - m)x + m + 4 > m2 x + m2 thỏa với mọi x , vậy m thuộc : a) ( - 6 ; - 3) b) (- 3 ; 0) c) (0 ; 3) d) ( 3 : 10) Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 47 12. Biết hàm số : f(x) = 2(m m 1)x 2m+ + − xác định với mọi x ≥ 1 , vậy : a) m > 0 b) m < 0 c) m ∈ R d) m ∈ ∅ 13. Trong mặt phẳng Oxy cho ba điểm A( - 11 ; 20) , B( 15 ; - 23) và C( 22 ; - 34) và đường thẳng d : 2x – y – 5 = 0 . Phát biều nào dưới đây là đúng : a) d cắt cạnh AB và cạnh AC b) d cắt cạnh AC và BC c) d cắt cạnh BC và cạnh AB d) d không cắt cạnh nào của tam giác ABC 14. Miền nào là miền nghiệm của hệ bất phương trình : |x| 2 x y 2 0 ⎩ ( Hình 1) a) (I) b) (II) c( (III) d) (IV) Hình 1 Hình 2 15. Miền nào là miền nghiệm của hệ bất phương trình : 2x - | y – 1| ≤ 3 a) (I) và (II) b) (II) và (III) c) (III) và (II) d) Cả (II) , (III) và (IV) 16. Có bao nhiêu giá trị nguyên của m để tam thức f(x) = 2x2 – 2(m + 2)x + 5m + 2 luôn luôn dương ? a) 4 b) 5 c) 6 d) vô số 17. Biết bất phương trình : x2 + 4x - m + 5 ≤ 0 có tập nghiệm là [ a ; b] với b – a = 3 , vậy giá trị m gần đúng với số nào dưới đây ? a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 18. BPT : 2 2x 2x 1 x 4x 1 x 2 x 4 + − − +<+ − có bao nhiêu nghiệm nguyên âm ? a) 0 b) 1 c) nhiều hơn 1 nhưng hữu hạn d) vô số 19. BPT : 22 3 4x x 3 x 4x ≥ − +− có tập nghiệm là : a) x ≠ 0 ; 4 b) 0 4 d) đáp số khác 20. Hệ BPT : x 2 x 1 x 2 x 1 1 9 x + −⎧ ⎪⎩ có nghiệm là : O x y (I) (II) (III) (IV) O x y (I) (II) (III) (IV) Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 48 a) x < - 1 v 1/9 < x < 2 b) 1/9 < x < 2 c) – 1 2 d) 0 < x < 1/9 B. Bảng trả lời : 1(b) 2(a) 3(c) 4(d) 5(b) 6(c) 7(c) 8(d) 9(d) 10(a) 11(c) 12(c) 13(a) 14(b) 15(d) 16(b) 17(a) 18(b) 19(c) 20(d) C. Hướng dẫn giải . 1.(b). Mệnh đề đúng nếu 3 – 2x ≥ 0 và x + 1 ≥ 0 Ù - 1 ≤ x ≤ 3/2 2.(a) Ta có : 1 1 b a a b ab −− = , do đó a > b => 1 1 a b 0 . Vậy mệnh đề đúng nếu (x – 3)(x2 + 4) > 0 Ù x > 3 3. (c) (I) sai nếu x < 0 , chẳng hạn x = - 3 , y = - 1 còn z = = - 1 * Nhân hai vế của xy > 1 cho z (II) sai khi z > - 1 * Chia hai vế của xy > 1 cho z < 0 , ta được : xy 1 z z < : Vậy (c) đúng 4. (d) f(x) = 23 2 4 51 x 3 9 9 ⎛ ⎞− − + ≥⎜ ⎟⎝ ⎠ => GTNN là 5 9 khi 3 2 90 x x 3 2 − = = 5. (b) f(x) = 27 2 73( x ) 3 3 3 − − ≤ . GTLN là 7/3 khi 4x 9 = 6. (c) f(x) = 4(x 1) 4 49 x 1 13 x 1 x 1 x 1 − + + − = + −− − Áp dụng bất đẳng thức Côsi : 4 13 x 1 4 13 x 1 + − ≥− Vậy GTNN là 3 13 7. (c) Vì a2 + 4b2 ≥ 4ab, suy ra : a2 b2 ≥ 4ab => ab ≥ 4 GTNN của ab là 4 khi a 2 2 b 2 ⎧ =⎪⎨ =⎪⎩ 8. (d) * x ≥ ½ : 3x – 1 ≤ 5 Ù x ≤ 2 : ½ ≤ x ≤ 2 * x < ½ : 1 – x ≤ 5 Ù x ≥ - 4 : - 4 ≤ x < ½ Vậy – 4 ≤ x ≤ 2 : có tất cả 7 nghiệm nguyên 9. (d) BPT Ù |x – 1| < |x + 1| + 3 * Xét x ≥ 1 : x – 1 < (x + 1) + 3 Ù - 1 < 4 : x ≥ 1 * Xét – 1 - 3/2 : - 1 < x < 1 * Xét x ≤ - 1 : 1 – x < (- x – 1) + 3 Ù 1 < 2 : x ≤ - 1 Vậy x ∈ R . Cách khác : Vì |x – 1| = | (x +1) – 2| x ∈ R . 10.(a) BPT Ù (m – 1)x < 2 – 2m Ù (m – 1)x < - 2(m – 1) Ta có : 2m 1 2 m 1 − <− Ù 1 0 m 1 <− Ù m < 1 Suy ra m – 1 - 2 11. (c) BPT Ù (m2 + m – 2) x < 4 + m – m2 Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 49 YCBT Ù 2 2 m m 2 0 4 m m 0 ⎧ + − =⎪⎨ + − >⎪⎩ Ù m = 1 12. (c) Hàm số xác định khi (m2 + m + 1)x – 2m ≥ 0 Ù x ≥ 2 2mm m 1+ + YCBT Ù 22 2m 1 m m 1 0m m 1 ≤ − + ≥+ + Ù m ∈ R . 13. (a) Thế tọa độ A, B, C vào biều thức d(x ; y) , ta có : d(A) 0 , d(C) > 0 . Vậy d cắt cạnh AB và cạnh AC 14. (b) (1) |x| < 2 Ù - 2 < x < 2 (II) và (IV) thỏa (2) Vẽ ∆ : x + y = 2 : điểm O(0 ; 0) không thỏa (2) . Vậy (II) thỏa hệ . 15. (d) |y - 1| ≥ 2x – 3 Ù y 1 2x 3 2x y 2 y 1 2x 3 2x y 4 − ≥ − − ≤⎡ ⎡⎢ ⎢− ≤ − + + ≤⎣ ⎣ Ù (II) hay (III) (III) hay (IV) ⎡⎢⎣ Vậy miền nghiệm của bất phương trình là (II) , (III) và (IV) 16. (b) Ta có : 2 2 a 2 0 m 6m 0 ' (m 2) 2(5m 2) 0 = >⎧ − <⎨ = + − + <⎩+ Ù 0 < m < 6 Vậy có 5 giá trị nguyên của m 17. (a) Ta có : ∆’ = m – 1 . Khi ∆ > 0 , BPT có nghiệm là [ x1 ; x2 ] Và x2 – x1 = 2 ' 2 m 1 a Δ = − , Vậy : 2 m 1 3 4(m 1) 9− = − = Ù m = 13/4 = 3, 25 18. (b) BPT Ù x(x 2) 1 x(x 4) 1 x 2 x 4 + − − +<+ − Ù 1 1x x x 2 x 4 − < ++ − Ù 2x 2 0 (x 2)(x 4) − >+ − O x y (I (II (III) (IV O x y (I (II (IIIa (IV ∆ (IIIb) Chương 4. Bất đẳng thức. Bất phương trình www.saosangsong.com.vn 50 Lập bảng xét dấu , ta được nghiệm : x > 4 hay – 2 < x < 1 . Vậy BPT có nghiệm âm duy nhất là x = - 1 19. (c) Đặt t = x2 – 4x : BPT Ù 3 t 3 t ≥ − + Ù 2t 3t 3 0 t − + ≥ Ù t > 0 Ù x2 – 4x > 0 Ù x 4 20.(d) (2) Ù 0 < x < 1/9 (1) Ù 6x 0 (x 2)(x 1) <− + . Ta thấy mọi x ∈ (0 ; 1/9) đều thỏa (2) , do đó hệ có nghiệm 0 < x < 1/9
Tài liệu đính kèm: