Cho bất phương trình: 5√x + < 2x + + m( m là tham số). a.Giải bất phương trình khi m = 4. b. Tìm m để bất phương trình nghiệm đúng với mọi x ∈ [ ; 1 ] A.m > 5√2 + 2 B.m > - 5√2 – 2 C.m > - 5√2 + 2 D.m > 5√2 – 2
Đáp án đúng: D Giải chi tiết:Điều kiện: x > 0 BPT ⇔ 5(√x + ) < 2( x + ) + m. Đặt √x + = t Để xét điều kiện cho t ta có: √x + ≥ 2. = √2; dấu “=” xảy ra khi x = .Do đó t ≥ √2. Ta lại có t2 = (√x + )2 = x + + 1 =>x + = t2 -1. a)Do đó BPT trở thành 5t < 2t2 – 2 + 4 ⇔ 2t2 – 5t + 2 > 0 ⇔ kết hợp với t ≥ √2 suy ra t > 2. Quay lại ẩn số x ta cần giải bất phương trình: √x + > 2 ⇔√x + - 2 > 0 ⇔ > 0 ⇔ 2x – 4√x + 1 > 0 ⇔(√x - )( √x - ) > 0 ⇔ ⇔ ⇔ x∈( 0 ; -√2) ∪( + √2;+ ∞). b.Với cách đặt ẩn phụ như trên ta có BPT đã cho trở thành: 5t < 2t2 – 2 + m hay –m< 2t2 – 5t – 2 ( 2) Tuy vậy ở đây ta chỉ xét: x ∈[ ;1 ] nên điều kiện cho t cần tìm lại bằng cách: Xét f(x) = √x + , với ≤ x ≤ 1. =>f’(x) > 0 ⇔ 1 > x > ; f’(x) < 0 ⇔ < x < Ta có bảng biến thiên:
Theo kết quả xét hàm số như trong bảng biến thiên thì t ∈ [√2; ]; bài toán trở thành: Tìm các giá trị của m để: 2t2 – 5t -2 > -m nghiệm đúng với mọi t ∈ [√2; ] Điều kiện để phương trình : 2t2 – 5t – 2 > -m nghiệm đúng với mọi t ∈ [√2; ] là ( 2t2 – 5t – 2 ) > -m. Xét g(t) = ( 2t2 – 5t – 2); t ∈ [√2; ] =>g’(t) = 4t – 5 => g’(t) = 0 khi t = Ta có bảng biến thiên :
Từ bảng biến thiên ta có: 2t2 – 5t – 2 > - m ⇔ -m < 2 - 5√2 ⇔ m > 5√2 – 2. Với m > 5√2 – 2 thì 5√x + < 2x + + m đúng với mọi x ∈ [ ; 1]