Chuyên đề: Một số phương pháp giải phương trình vô tỉ

Chuyên đề: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VÔ TỈ
1. PHƯƠNG PHÁP LUỸ THỪA
Dạng 1 : Phương trình 
Dạng 2: Phương trình Tổng quát: 
Dạng 3: Phương trình 
 (chuyển về dạng 2)
 +) (1)
và ta sử dụng phép thế :ta được phương trình : (2)
Dạng 4: 
Chú ý: - Phương trình (2) là phương trình hệ quả của ph tr (1).
 - Phép bình phương 2 vế của một phương trình mà không có điều kiện cho 2 vế không âm là một phép biến đổi hệ quả. Sau khi tìm được nghiệm ta phải thử lại.
Giải các phương trình sau:
1) 	2) 	3) 
4) 	5) 	6) 
7) 	8) 	9) 
10) 	11) 	12) 
13) 	14) 	15) 
16) 	17) 
18) 19) 20) 	
(20) 
Nhận xét : 
 Nếu phương trình : Mà có : , thì ta biến đổi phương trình về dạng sau đó bình phương ,giải phương trình hệ quả
(21) 
Nhận xét : 
 Nếu phương trình : Mà có : thì ta biến đổi sau đó bình phương ,giải phương trình hệ quả
2. PHƯƠNG PHÁP ĐẶT ẨN PHỤ
Dạng 1: Các phương trình có dạng :
 * , đặt 
 * , đặt 
 * đặt 
Chú ý:
 * Nếu không có điều kiện cho t, sau khi tìm được x thì phải thử lại 
Bài 1. Giải các phương trình sau:	7) 
1) 	2) 3) 
4) 5) 6) 
Bài 2. Tìm m để phương trình sau có nghiệm?
 a) 	b) 
Bài 3. Cho phương trình: 
a. Giải phương trình khi m = 12	b. Tìm m để phương trình có nghiệm?
Bài 4. Cho phương trình: (Đ3)
a. Giải phương trình với m = -3	b. Tìm m để phương trình có nghiệm?
Dạng 2: Các phương trình có dạng: 	Đặt 
Bài 1. Giải các phương trình sau:
a) (QGHN-HVNH’00) 	b) - 2
c) (AN’01) 	d) 
e) (Đ36)	g) (TN- KA, B ‘01) 
h) i) (KTQS‘01)
Bài 2. Cho phương trình: (ĐHKTQD - 1998)
a. Giải phương trình khi a = 3.	b. Tìm a để phương trình đã cho có nghiệm.?
Bài 3. Cho phương trình: (Đ59)
a. Giải phương trình với m = 3.	b. Tìm m để phương trình có nghiệm?
Bài 4. Cho phương trình:	 (m-tham số) (ĐHSP Vinh 2000)
a. Giải phương trình khi m = 2.	b. Tìm để phương trình đã cho có nghiệm.
Bài 5. Tìm a để PT sau có nghiệm:	
Tất cả bài tập 2, 3, 4, 5 ta có thể sáng tạo thêm những câu hỏi hoặc những bài tập sau:
Tìm a để phương trình đã cho có nghiệm duy nhất? (ĐK cần và đủ)
 Tìm a để phương trình đã cho vô nghiệm?
Dạng 3: Đặt ẩn phụ nhưng vẫn còn ẩn ban đầu. (Phương pháp đặt ẩn phụ không hoàn toàn )
Từ những phương trình tích ,
Khai triển và rút gọn ta sẽ được những phương trình vô tỉ không tầm thường chút nào, độ khó của phương trình dạng này phụ thuộc vào phương trình tích mà ta xuất phát .
Từ đó chúng ta mới đi tìm cách giải phương trình dạng này .Phương pháp giải được thể hiện qua các ví dụ sau .Bài 1. Giải phương trình :
Giải: Đặt , ta có : 
Bài 2. Giải phương trình : 
Giải:
Đặt : 	Khi đó phương trình trở thnh : 
Bây giờ ta thêm bớt , để được phương trình bậc 2 theo t có chẵn :
Từ một phương trình đơn giản : , khai triển ra ta sẽ được pt sau 
Bài 3. Giải phương trình sau : 
Giải: 
Nhận xét : đặt , pttt: (1)
Ta rút thay vào thì được pt: 
Nhưng không có sự may mắn để giải được phương trình theo t không có dạng bình phương .
Muốn đạt được mục đích trên thì ta phải tách 3x theo 
Cụ thể như sau : thay vào pt (1) ta được:
Bài 4. Giải phương trình: 
Giải .
Bình phương 2 vế phương trình: 
Ta đặt : . Ta được: 
Ta phải tách làm sao cho có dạng chính phương .
Nhận xét : Thông thường ta chỉ cần nhóm sao cho hết hệ số tự do thì sẽ đạt được mục đích 
Bài tập đề nghị: Giải các phương trình sau
1) 	2) 	3) 
4) 	 5) 6) 
7) 	8) 
(9)
 Một số dạng khác.
1) 	2) 	 3) 
4) 	5) 	 6) 
7) 	8) 
10) (Đ141) 	11) 
Dạng 4: . Đặt ẩn phụ đưa về phương trình thuần nhất bậc 2 đối với 2 biến :
Chúng ta đã biết cách giải phương trình: (1) bằng cách 
Xét phương trình trở thành : 
 thử trực tiếp 
Các trường hợp sau cũng đưa về được (1)
Chúng ta hãy thay các biểu thức A(x) , B(x) bởi các biểu thức vô tỉ thì sẽ nhận được phương trình vô tỉ theo dạng này .
a) . Phương trình dạng : 
Như vậy phương trình có thể giải bằng phương pháp trên nếu 
Xuất phát từ đẳng thức :
Hãy tạo ra những phương trình vô tỉ dạng trên ví dụ như:
Để có một phương trình đẹp , chúng ta phải chọn hệ số a,b,c sao cho phương trình bậc hai giải “ nghiệm đẹp”
Bài 1. Giải phương trình : 
Giải: Đặt 
Phương trình trở thành : 	Tìm được: 
Bài 2. Giải phương trình :
Bài 3: giải phương trình sau :
Giải: 
Đk: 
Nhận xt : Ta viết 
Đồng nhất thức ta được: 
Đặt , ta được: 
 Ta được :
Bài 4. Giải phương trình :
Giải:
Nhận xét : Đặt ta hãy biến pt trên về phương trình thuần nhất bậc 3 đối với x và y :
Pt có nghiệm :
b).Phương trình dạng : 
Phương trình cho ở dạng này thường khó “phát hiện “ hơn dạng trên , nhưg nếu ta bình phương hai vế thì đưa về được dạng trên.
Bài 1. giải phương trình : 
Giải: 
Ta đặt : khi đó phương trình trở thành : 
Bài 2.Giải phương trình sau : 
Giải 
Đk . Bình phương 2 vế ta có : 
Ta có thể đặt : khi đó ta có hệ : 
Do . 
Bài 3. giải phương trình : 
Giải:
Đk . Chuyển vế bình phương ta được: 
Nhận xét : không tồn tại số để : vậy ta không thể đặt 
.
Nhưng may mắn ta có : . Ta viết lại phương trình: . Đến đây bài toán được giải quyết . 
Dạng 5: Đặt nhiều ẩn phụ đưa về tích 
Xuất phát từ một số hệ “đại số “ đẹp chúng ta có thể tạo ra được những phương trình vô tỉ mà khi giải nó chúng ta lại đặt nhiều ẩn phụ và tìm mối quan hệ giữa các ẩn phụ để đưa về hệ
Xuất phát từ đẳng thức , Ta có
Từ nhận xét này ta có thể tạo ra những phương trình vô tỉ có chứa căn bậc ba . 
Bài 1. Giải phương trình :
Giải : , ta có : , giải hệ ta được: 
Bài 2. Giải phương trình sau :
Giải . Ta đặt : , khi đó ta có : 
Bài 3. Giải các phương trình sau 
3. PHƯƠNG PHÁP ĐƯA VỀ PHƯƠNG TRÌNH TÍCH.
Sử dụng đẳng thức 
a3-b3 Û (a-b)(a2+ab+b2)=0 Û a=b
Bài 1. Giải phương trình : 
Giải: 
Bi 2. Giải phương trình : 
Giải:
+ , không phải là nghiệm 
+ , ta chia hai vế cho x: 
Bài 3. Giải phương trình: 
Giải: 
pt
Bài 4. Giải phương trình : 
Giải: 
Đk: 
Chia cả hai vế cho : 
 Dùng hằng đẳng thức 
Biến đổi phương trình về dạng :
Bài 1. Giải phương trình : 
Giải:
Đk: khi đó pt đ cho tương đương :
Bài 2. Giải phương trình sau :
Giải:
Đk: phương trình tương đương : 
Bài 3. Giải phương trình sau : 
Giải : pttt 
	ĐS: x=1.
Bài tập đề nghị
Giải các phương trình sau :
1) 4) 8)
2) (với n Î N; n ³ 2) 5) (ĐHDL ĐĐ’01)
3) 	 6) 
7) (1) (HVKT QS - 2001) 
4. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ƯỚC
1. (ĐHSPHN2’00) 	 2. 
3. 	 4. 
5. 	 8) (Đ8)
	 9. (BKHN- 2001)
5. PHƯƠNG TRÌNH CÓ CHỨA DẤU GIÁ TRỊ TUYỆT ĐỐI.
1. 	2. 
3. 	4. 
5. (HVCNBC’01)	6. (Đ24) 8. 
7. . 	8. 
6. PHƯƠNG PHÁP NHÂN LƯỢNG LIÊN HỢP
6.1. Nhân lượng liên hợp để xuất hiện nhân tử chung 
Phương pháp 
Một số phương trình vô tỉ ta có thể nhẩm được nghiệm như vậy phương trình luôn đưa về được dạng tích ta có thể giải phương trình hoặc chứng minh vô nghiệm , chú ý điều kiện của nghiệm của phương trình để ta có thể đánh gía vô nghiệm 
 Ví dụ 
Bài 1 . Giải phương trình sau : 
Giải: 
Ta nhận thấy : v 
Ta có thể trục căn thức 2 vế : 
Dể dàng nhận thấy x=2 là nghiệm duy nhất của phương trình .
Bài 2. Giải phương trình sau (OLYMPIC 30/4 đề nghị) : 
Giải: Để phương trình có nghiệm thì : 
Ta nhận thấy : x=2 là nghiệm của phương trình , như vậy phương trình có thể phân tích về dạng 
, để thực hiện được điều đó ta phải nhóm , tách như sau :
Dễ dàng chứng minh được : 
Bài 3. Giải phương trình :
Giải :Đk 
Nhận thấy x=3 là nghiệm của phương trình , nên ta biến đổi phương trình 
Ta chứng minh : 
Vậy pt có nghiệm duy nhất x=3
6.2. Đưa về “hệ tạm “
a) Phương pháp 
Nếu phương trình vô tỉ có dạng , mà : 
ở dây C có thể là hàng số ,có thể là biểu thức của . Ta có thể giải như sau :
, khi đĩ ta có hệ: 
b) Ví dụ 
Bài 4. Giải phương trình sau :
Giải:
Ta thấy : 
 không phải là nghiệm 
Xét 
Trục căn thức ta có : 
Vậy ta có hệ: 
Thử lại thỏa; vậy phương trình có 2 nghiệm : x=0 v x=
Bài 5. Giải phương trình : 
Ta thấy : , như vậy không thỏa mãn điều kiện trên.
Ta có thể chia cả hai vế cho x và đặt thì bài toán trở nên đơn giản hơn
Bài tập đề nghị
Giải các phương trình sau :
 (HSG Toàn Quốc 2002)
 (OLYMPIC 30/4-2007)
Giải các phương trình sau:
1) 	2) 	3) 
4) 	 5) 	 6) 
7)
8)
9) 
7. PHƯƠNG PHÁP NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ
1. Dùng hằng đẳng thức :
Từ những đánh giá bình phương : , phương trình dạng Û 
2. Dùng bất đẳng thức 
Một số phương trình được tạo ra từ dấu bằng của bất đẳng thức: nếu dấu bằng ỏ (1) và (2) cùng dạt được tại thì là nghiệm của phương trình 
Ta có : Dấu bằng khi và chỉ khi và , dấu bằng khi và chỉ khi x=0. Vậy ta có phương trình: 
Đôi khi một số phương trình được tạo ra từ ý tưởng : khi đó : 
Nếu ta đoán trước được nghiệm thì việc dùng bất đẳng thức dễ dàng hơn, nhưng có nhiều bài nghiệm là vô tỉ việc đoán nghiệm không được, ta vẫn dùng bất đẳng thức để đánh giá được
Bài 1. Giải phương trình (OLYMPIC 30/4 -2007):
Giải: Đk 
Ta có : 
Dấu bằng 
Bài 2. Giải phương trình : 
Giải: Đk: 
Biến đổi pt ta có : 
Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki: 
Áp dụng bất đẳng thức Côsi: 
Dấu bằng 
Bài 3. giải phương trình: 
Ta chứng minh : và 
Bài tập đề nghị .
Bài 1: Giải các phương trình sau 
Bài 2: Giải các phương trình sau:
1) 	2) 
3) 	4) 
5) 	 6) 7) 
8) 	9) (Đ11)
10) 	11) 
8. PHƯƠNG PHÁP ĐƯA VỀ HỆ .
Dạng 1: Đưa về hệ phương trình bình thường. Hoặc hệ đối xứng loại một.
Đặt và tìm mối quan hệ giữa và từ đó tìm được hệ theo u,v 
Bài 1. Giải phương trình: 
Đặt 
Khi đó phương trình chuyển về hệ phương trình sau: , giải hệ này ta tìm được . Tức là nghiệm của phương trình là 
Bài 2. Giải phương trình: 
Điều kiện: 
Đặt 
Ta đưa về hệ phương trình sau: 
Giải phương trình thứ 2: , từ đó tìm ra rồi thay vào tìm nghiệm của phương trình.
Bài 3. Giải phương trình sau: 
Điều kiện: 
Đặt thì ta đưa về hệ phương trình sau:
Vậy 
Bài 4. Giải phương trình: 
Giải
Điều kiện: 
Đặt .
Khi đó ta được hệ phương trình: 
Bài tập đề nghị : Giải các phương trình sau 
 (ĐHTCKTHN - 2001)
 (ĐHDL HP’01)
 (Đ12)
 (DL Hùng vương- 2001)
 (CĐ mẫu giáo TW1- 2001)
 (Đ142)
Dạng 2: Đưa phương trình đã cho về hệ đối xứng loại hai. 
Ta hãy đi tìm nguồn gốc của những bài toán giải phương trình bằng cách đưa về hệ đối xứng loại II 
Ta xét một hệ phương trình đối xứng loại II sau : việc giải hệ này thì đơn giản 
Bây giời ta sẽ biến hệ thành phương trình bằng cách đặt sao cho (2) luôn đúng , , khi đó ta có phương trình : 
Vậy để giải phương trình : ta đặt lại như trên và đưa về hệ 
Bằng cách tương tự xét hệ tổng quát dạng bậc 2 : , ta sẽ xây dựng được phương trình dạng sau : đặt , khi đó ta có phương trình : 
Tương tự cho bậc cao hơn : 
Tóm lại phương trình thường cho dưới dạng khai triển ta phải viết về dạng : v đặt để đưa về hệ , chú ý về dấu của ???
Việc chọn thông thường chúng ta chỉ cần viết dưới dạng : là chọn được.
 Giải phương trình: 
Điều kiện: 
Ta có phương trình được viết lại là: 
Đặt thì ta đưa về hệ sau: 
Trừ hai vế của phương trình ta được 
Giải ra ta tìm được nghiệm của phương trình là: 
Kết luận: Nghiệm của phương trình là 
Bài 2. Giải phương trình: 
Giải
Điều kiện 
Ta biến đổi phương trình như sau: 
Đặt ta được hệ phương trình sau:
Với . Với 
Bài tập đề nghị : Giải các phương trình sau 
1) 	2) 	3) (x2 + 3x - 4)2 + 3(x2 + 3x - 4) = x + 4 
4) 	5) 	6) 	 7) 
8) (ĐHAN-D)	9) 	10) 
11) 	12) 	13) 	14) 
9. PHƯƠNG PHÁP ĐẠO HÀM.
Các bước:
Tìm tập xác định của phương trình.
Biến đổi phương trình (nếu cần) để đặt f(x) bằng một biểu thức nào đó.
Tính đạo hàm f(x), rồi dựa vào tính đồng biến(nbiến) của hàm số để kết luận nghiệm của phương trình.
Ví dụ. Giải phương trình sau: 	 (1)
Giải:
Tập xác định: D = R. Đặt f(x) = 
Ta có: 
Suy ra hàm số f(x) đồng biến trên tập M=
Ta thấy f(-1)=0 Þ x=-1 là một nghiệm của (1). Ta có: 
Ta có bảng biến thiên của hàm số f(x):
x
-∞ -1 +∞ 
f’(x)
 ÷ú ÷ú ÷ú 
F(x)
 +∞
 0 3 
-∞ -3 
Từ bảng biến thiên ta thấy f(x) = 0 Û x = -1. Vậy phương trình đã cho có duy nhất một nghiệm x = -1.
Bài tập tương tự:
Giải các phương trình sau:
1) 	2) 
Từ bài 2, ta có bài tập 3.
3) 4)
5) (ĐH.B’02) Xác định m để phương trình sau có nghiệm:	
6) (ĐH.A’08) Tìm các giá trị của m để phương trình sau có đúng hai nghiệm thực phân biệt:
10. PHƯƠNG PHÁP LƯỢNG GIÁC HOÁ.
 Ví dụ. Giải phương trình sau: (1)
Giải:
Tập xác định: D = [-1; 1]. (2)
Do (2) nên đặt x = cost (*), với 0 £ t £ p (A)
Khi đó phương trình (1) trở thành: (3)
Với t Î (A), ta có: 
Đặt X = cost + sint (5), (B)Þ X2 = 1 + 2sint.cost Þ sint.cost = 
Phương trình (4) trở thành phương trình ẩn X:
Ta thấy chỉ có nghiệm X = và X = - + 1 là thoả mãn điều kiện (B).
+ Với X = , thay vào (5) ta được:
Vì t Î (A) nên ta có t = . Thay vào (*) ta được: x = cos= (thoả mãn tập xác định D).
+ Với X = - + 1, thay vào (5) ta được:
Khi đó, ta có:
 Þ 
Từ (**) và (6) suy ra cost = . Thay vào (5), ta được x = . 
Nhưng chỉ có nghiệm x = thoả mãn tập xác định D.
Vậy, phương trình đã cho có hai nghiệm x = và x = .
Bài tập tương tự.	1) (HVQHQT- 2001)	2) 
3) 	4) 
Một số bài tập tham khảo:
1. Giải các phương trình sau:
1)	8)	 	15)
2) 	9) 	16) 
3) 	10) 	17) 
4) 	11) 	18) 
6) 	13) 	20) 
7) 	14) 	21) 
2. Giải các phương trình sau:
 1) 	9) 
	2) 	10) 
	3) 	11) 
	4) 	12) 
	5) 	13) 
	6) 	14) 
 	7) 	15) 
3. Giải các phương trình sau: (ẩn phụ ® hệ)	1) 	
2) 	3) 	 4)
4. Giải các phương trình sau (Đánh giá)	1)	 
3) 	 2) 	4) 
5. Tìm m để phương trình có nghiệm.
1) 	2) 	4) 
6. Tìm m để phương trình có nghiệm.
	1) 	4) 	 2)	 5)
	3) 	6) 
7. Giải phương trình, hệ phương trình:
a) 	 b) 	 c) 
d) 	e) 	 f) 
11. XÂY DỰNG BÀI TOÁN TỪ TÍNH CHẤT CỰC TRỊ HÌNH HỌC
11.1 Dùng tọa độ của véc tơ
Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, Cho các véc tơ: khi đó ta có 
Dấu bằng xẩy ra khi và chỉ khi hai véc tơ cùng hướng , chú ý tỉ số phải dương 
, dấu bằng xẩy ra khi và chỉ khi 
11.2 Sử dụng tính chất đặc biệt về tam giác 
Nếu tam giác là tam giác đều , thì với mọi điểm M trên mặt phẳng tam giác, ta luôn có với O là tâm của đường tròn .Dấu bằng xẩy ra khi và chỉ khi .
Cho tam giác ABC có ba góc nhọn và điểm M tùy ý trong mặt mặt phẳng Thì MA+MB+MC nhỏ nhất khi điểm M nhìn các cạnh AB,BC,AC dưới cùng một góc 
Bài tập: giải phương trình, hệ phương trình sau:
 3) 
4) 
5)
MỘT SỐ ĐỀ THI ĐẠI HỌC:
I/ Dạng 1: Giải phương trình.
	1/ (Dự bị 2 khối D 2006) : , .
	2/ (Dự bị 1 khối B 2006) : ,.
	3/ (Dự bị 1 khối B 2005) : .
	4/ ( ĐH KD-2005) ;
	5/ ( ĐH KD-2006) : ,
	6/ ;	7/ 
	8/ ;	9/ 	
	10/ ;	11/ .
	12/.
II/ Dạng 2: Giải bất phương trình.
	1/ (Dự bị 2 khối B 2005) : ;	
	2/ (Dự bị 1 khối D 2005) : ;
	3/ ( ĐH KD - 02) ;
	4/ ( ĐH KA-05) ;
	5/ ( ĐH KA-04) ;
 6/ ( ĐH KA-2010): 
III/ Dạng 3: Tìm điều kiện để phương trình, bất phương trình có nghiệm .
	Thông thường ở dạng này ta sử dụng một trong các phương pháp sau:
	* PP1: Sử dụng tính chất đồng biến ,nghịch biến của hàm số.
	* PP2: Sử dụng tương giao của các đồ thị hàm số.
	1/ (Dự bị 1 khối B 2007) : Tìm m để phương trình: có nghiệm.
	2/ (Dự bị 1 khối A 2007) :Tìm m để bất phương trình : 
	có nghiệm .
	3/ ( ĐH KA-2007) Tìm m để phương trình có nghiệm thực . 
	4/ ( ĐH KB-2007) CMR với giá trị của mọi m, phương trình có 2 
	nghiệm thực phân biệt .
	5/ ( ĐH KA-2007) Tìm m để phương trình ,
	có đúng hai nghiệm thực phân biệt. 
	6/ (Khối D-2004): CMR: phương trình sau có đúng một nghiệm :.
	7/ ( ĐH KB-2004): Xác định m để phương trình sau có nghiệm : 
	 .
	8/ ( ĐH KB-2006): Tìm m để pt: có 2 nghiệm thực phân biệt