Chứng minh rằng phương trình cosx=x có nghiệm

CHỨNG MINH PHƯƠNG TRÌNH CÓ NGHIỆM TT

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây [97.36 KB, 15 trang ]

Chứng minh phương trình sau có nghiệm với mọi m∈ ¡
a]. m [ x − 1] [ x + 2] + 2x + 1 = 0 [1]
b]. [ 4m + 1] x3 − [ m + 1] x + m = 0 [1]

[

][

]

c]. m3 − 1 x2001 − 1 [ x + 2]

2002

+ 2x + 3 = 0 [1]

d]. cosx + mcos2x = 0
a]. m [ x − 1] [ x + 2] + 2x + 1 = 0 [1]

LỜI GIẢI

Đặt f [ x] = m [ x − 1] [ x + 2] + 2x + 1 .

Tập xác định của hàm số f[x] là D = R . Vì f[x] là hàm đa thức ⇒ f [ x] liên
tục trên R.
Ta có f [ −2] = m [ −2 − 1] [ −2 + 2] + 2[ −2] + 1 = −3 và có

f [ 1] = m [ 1− 1] [ 1+ 2] + 2.1+ 1 = 3 . Vì f [ −2] .f [ 1] = −3.3 = −9 < 0 với mọi m.

Do đó f [ x] = 0 luôn có ít nhất 1 nghiệm trong khoảng x0 ∈ [ −2,1] với mọi
m.


Kết luận phương trình [1] luôn có nghiệm với mọi giá trị m.
b]. [ 4m + 1] x3 − [ m + 1] x + m = 0 [1]

Đặt f [ x] = [ 4m + 1] x3 − [ m + 1] x + m . Tập xác định của hàm số f[x] là D = R .
Vì f[x] là hàm đa thức ⇒ f [ x] liên tục trên R.

Ta có f [ 0] = m và có f [ −1] = [ 4m + 1] [ −1] − [ m + 1] [ −1] + m = −2m . Từ đó suy
3

ra f [ −1] .f [ 0] = −2m2 < 0 ∀m ≠ 0 ⇒ f [ x] = 0 luôn có ít nhất 1 nghiệm
x0 ∈ [ −1;0]

Xét trường hợp: m = 0

[ 4.0+ 1] .x3 − [ 0+ 1] x + 0 = 0 ⇔ x3 − x = 0 ⇔ x = ±1

∨x= 0

Kết luận phương trình [1] luôn có nghiệm với mọi giá trị m.

[

][
]
Đặt f [ x] = [ m − 1] [ x

c]. m3 − 1 x2001 − 1 [ x + 2]
3

2001



2002

+ 2x + 3 = 0 [1]

]

− 1 [ x + 2]

2002

+ 2x + 3 . Tập xác định của hàm số f[x]

là D = R . Vì f[x] là hàm đa thức ⇒ f [ x] liên tục trên R.

[

]

2001
2002
3

− 1 [ −2 + 2]
+ 2[ −2] + 3 = −1.
Ta có: f [ −2] = m − 1 [ −2]



[



][

]

Ta có: f [ 1] = m3 − 1 12001 − 1 [ 1+ 2]
Vì f [ −2] f [ 1] = −5 < 0 với mọi m.

20002

+ 2.1+ 3 = 5


⇒ f [ x] = 0 luôn có ít nhất 1 nghiệm x0 ∈ [ −2;1] với mọi m.
Kết luận phương trình [1] luôn có nghiệm với mọi giá trị m.

[

]

2
d]. cosx + mcos2x = 0 ⇔ cosx + m 2cos x − 1 = 0 [1]

[

]

2
Đặt f [ x] = cosx + m 2cos x − 1 . Tập xác định của hàm số f[x] là D = R . Vì


f[x] là hàm đa thức ⇒ f [ x] liên tục trên R.

1

x=
cosx =
1


2
2
2
2cos
x

1
=
0

cos
x
=


Chọn nghiệm, cho


2
cosx = − 1
x =




2

π
4

4

π

π
π 
2
Ta có: f  ÷ = cos + m  2cos2 − 1÷ =
4
4
4
2
 


 3π 



2
2 3π
− 1÷ = −
.


Ta có: f 
÷ = cos + m  2cos
4
4
4
2




 π   3π 
2 
2
1
. −
÷ = − < 0 ⇒ f [ x] luôn có ít nhất 1 nghiệm
Vì f  ÷.f 
÷=

÷
4
4
2
2
2
  



 π 3π 


x0 ∈  ; ÷ . Kết luận phương trình [1] luôn có nghiệm với mọi giá trị m.
4 4 
Chứng minh phương trình sau có ít nhất một nghiệm:
a]. x3 − 5x2 + 7 = 0

b]. x5 + x − 3 = 0

LỜI GIẢI

a]. Đặt f [ x] = x − 5x + 7 . Tập xác định của hàm số f[x] là D = R . Vì f[x] là
3

2

hàm đa thức ⇒ f [ x] liên tục trên R.

Ta có f [ −1] = −1− 5.1+ 7 = 1 và f [ −2] = −21, nên suy ra f [ −1] f [ −2] = −21 < 0 với
mọi m. Do đó f [ x] = 0 luôn có ít nhất 1 nghiệm x0 ∈ [ −2; −1] với mọi m.

b]. Đặt f [ x] = x5 + x − 3 . Tập xác định của hàm số f[x] là D = R . Vì f[x] là
hàm đa thức ⇒ f [ x] liên tục trên R.

Ta có f [ 1] = −1 và có f [ 2] = 31 , nên suy ra f [ 1] f [ 2] = 31.[ −1] = −31 < 0 với
mọi m.
Do đó f [ x] = 0 luôn có ít nhất 1 nghiệm n0 ∈ [ 1;2] với mọi m.
Chứng minh các phương trình sau có ít nhất hai nghiệm :
a]. 4x4 + 2x2 − x − 3 = 0
b].
x5 + x4 − 2x3 + 4x2 − 1 = 0
LỜI GIẢI




a]. Đặt f [ x] = 4x4 + 2x2 − x − 3 . Tập xác định của hàm số f[x] là D = R . Vì
f[x] là hàm đa thức ⇒ f [ x] liên tục trên R.
Ta có f [ 0] = −3 , f [ −1] = 4, f [ 1] = 2

Vì f [ −1] f [ 0] = −12 < 0,∀m ⇒ phương trình [ 1] luôn có ít nhất 1 nghiệm
∈ [ −1;0]

[ 2]
Vì f [ 0] f [ 1] = −6 < 0 ∀m ⇒ phương trình [ 1] có ít nhất 1 nghiệm
∈ [ 0;1] [ 3]
Từ [ 2] ,[ 3] ⇒ phương trình [1] luôn có ít nhất 2 nghiệm phân biệt.
Chứng minh phương trình x2 cosx + xsinx + 1 = 0 [ 1] có ít nhất một
nghiệm thuộc khoảng [ 0;π ]
Đặt f [ x] = x cosx + xsin x + 1

LỜI GIẢI

2

Tập xác định của hàm số f[x] là D = R . Vì f[x] là hàm đa thức ⇒ f [ x] liên
tục trên R.

Ta có f [ 0] = 02.cosx + 0.sin0 + 1 = 1 và f [ π ] = π2.cos π + π.sin π + 1 = −9 .

Vì f [ 0] f [ π ] = −9 < 0 ⇒ phương trình [ 1] có ít nhất 1 nghiệm thuộc khoảng

[ 0; π ] .


Chứng minh phương trình x3 + x + 1 = 0

[ 1]

có ít nhất một nghiệm âm lớn

hơn −1 .
LỜI GIẢI

Đặt f [ x] = x + x + 1 . Tập xác định của hàm số f[x] là D = R . Vì f[x] là hàm
3

đa thức ⇒ f [ x] liên tục trên R.

Ta có: f [ −1] = −1 , và f [ 0] = 1 . Từ đó suy ra f [ −1] f [ 0] = −1 < 0 . Vậy phương
trình [1] luôn có nghiệm thuộc khoảng [ −1;0] .

Kết luận phương trình [ 1] luôn có ít nhất 1 nghiệm âm lớn hơn −1 .
Cho hàm số f [ x] = ax2 + bx + c[ c ≠ 0] và 3a + 4b + 6c = 0 . Chứng minh phương
trình f [ x] = 0 luôn có nghiệm thuộc khoảng [ 0;1] .
f [ x] = ax2 + bx + c[ c ≠ 0]

LỜI GIẢI

Tập xác định của hàm số f[x] là D = R . Vì f[x] là hàm đa thức ⇒ f [ x] liên
tục trên R.


Ta có f [ 0] = c và f [ 1] = a + b + c
−3a − 4b


6
−3a − 4b 
−3a − 4b 
3a + 4b 3a + 2b
×
Ta có : f [ 0] f [ 1] = c[ a + b + c] =
a+ b+
÷= −
6
6
6
6


Theo đề bài có 3a + 4b + 6c = 0 ⇒ c =

1

f
x
=
Cho hàm số [ ]  x
−1


x≠ 0
x=0

a]. Chứng minh f [ −1] f [ 2] < 0


b]. Chứng minh phương trình f [ x] = 0 không có nghiệm thuộc khoảng

[ −1;2]

LỜI GIẢI
1
⇒ f [ −1] f [ 2] < 0
2
b. Vì hàm số f [ x] không liên tục trên [ −1;2] ⇒ f [ x] không có nghiệm
a. Ta có f [ −1] = −1 và f [ 2] =
n0 ∈ [ −1;2]

6. Chứng minh rằng phương trình cos5 x + cosx − 1 = 0 có nghiệm.
LỜI GIẢI
Đặt cosx = t [ −1 ≤ t ≤ 1] , phương trình đã cho trở thành t5 + t − 1 = 0

[ ∗]

Hàm số f [ t] = t5 + t − 1 liên tục trên R.
Ta có : f [ 1] = 1,f [ −1] = −3.

Do f [ 1] .f [ −1] = −3 < 0 , suy ra phương trình [ ∗] có nghiệm thuộc [ −1;1]
Vậy phương trình đã cho có nghiệm.
7. Chứng minh các phương trình sau có nghiệm:
a] x4 − 4x + 1 = 0
b] 2x5 + 3x + 3 = 0 c] x4 − 4x3 − 2 = 0

d]

5x3 + 10x + 6 = 0


LỜI GIẢI

a]. Đặt f [ x] = x − 4x + 1 thì f [ x] liên tục trên R và f [ 0] = 1;f [ 1] = −2.
4

Hàm số f [ x] liên tục trên R, có f [ 0] .f [ 1] < 0 suy ra phương trình có
nghiệm thuộc khoảng [ 0;1] . Vậy phương trình đã cho có nghiệm.

b]. Đặt f [ x] = 2x5 + 3x + 3 thì f [ x] liên tục trên R và f [ −1] = −2;f [ 0] = 3.
Hàm số f [ x] liên tục trên R, có f [ −1] .f [ 0] < 0 suy ra phương trình có
nghiệm thuộc khoảng [ −1;0] , suy ra phương trình có nghiệm.


c]. Đặt f [ x] = x4 − 4x3 − 2 thì f [ x] liên tục trên R và f [ −1] = 3;f [ 0] = −2.
Hàm số f [ x] liên tục trên R, có f [ −1] .f [ 0] < 0 suy ra phương trình có
nghiệm thuộc khoảng [ −1;0] . Vậy phương trình đã cho có nghiệm.

d]. Đặt f [ x] = 5x3 + 10x + 6 thì f [ x] liên tục trên R và f [ −1] = −9;f [ 0] = 6.
Hàm số f [ x] liên tục trên R, có f [ −1] .f [ 0] < 0 suy ra phương trình có
nghiệm thuộc khoảng [ −1;0] . Vậy phương trình đã cho có nghiệm.
10. Chứng minh rằng nếu

a b c
+ +
= 0;k > n > m > 0 và km ≤ n2 thì
k n m

phương trình ax2 + bx + c = 0 có nghiệm thuộc khoảng [ 0;1] .
LỜI GIẢI


Đặt f [ x] = ax + bx + c thì f [ x] liên tục trên R.
2

 n
n2
n
Ta có f [ 0] = c;f  ÷ = a. 2 + b. + c
k
k
k
 
 n2  a b c  

 n
n2  
n2 
a b c
⇒ f [ 0] .f  ÷ = c   + + ÷+ c 1−
÷ = c2  1−
÷ [do + +
=0 ]

÷

÷
km  
km 
k n m
 k  k n m  
k




Vì c2 ≥ 0;n2 ≥ km > 0 ⇒


 n
n2 
n2
2
÷≤ 0
≥ 1 do đó f [ 0] .f  ÷ = c  1−
km ÷
km
k



-Với c = 0: phương trình đã cho [ kí hiệu là phương trình [ 1] trở thành
ax2 + bx = 0
Suy ra x = 0 hoặc ax + b = 0.

[ 2]

+Nếu a = 0 thì từ c = a = 0 và điều kiện

a b c
+ +
= 0 suy ra b = 0 . Khi đó
k n m


phương trình [ 2] có nghiệm là ∀x ∈ R , suy ra phương trình [ 1] có
nghiệm x ∈ [ 0;1]

+ Nếu a ≠ 0 thì b ≠ 0 [vì nếu b = 0,c = 0 thì từ điều kiện
ra a = 0 ]
suy ra phương trình [ 2] có nghiệm x = −
Khi đó từ điều kiện
x= −

b n
= ∈ [ 0;1]
a k

a b c
+ +
= 0 suy
k n m

b
a

a b c
+ +
= 0;k > n > m > 0 và c = 0 suy ra
k n m

Do đó phương trình [ 1] có nghiệm x ∈ [ 0;1]


-Với 1−



 n
n2
n
= 0⇒ f  ÷= 0⇒
là nghiệm thuộc [ 0;1] .
km
k
k

- Với c ≠ 0 và 1−

 n
n2
≠ 0 ⇒ f [ 0] .f  ÷ < 0 ⇒ f [ x] có ít nhất một nghiệm
km
k

 n
thuộc khoảng  0; ÷
 k
 n
n
Mà  0; ÷ ⊂ [ 0;1] [vì 0 < < 1 ] nên phương trình [ 1] có nghiệm x ∈ [ 0;1]
k
k


Vậy phương trình [ 1] luôn có nghiệm thuộc khoảng [ 0;1] .


12. Chứng minh rằng với mọi số thực a, b, c phương trình
[ x − a] [ x − b] + [ x − b] [ x − c] + [ x − c] [ x − a] = 0 có ít nhất một nghiệm.
LỜI GIẢI
Đặt f [ x] = [ x − a] [ x − b] + [ x − b] [ x − c] + [ x − c] [ x − a] thì f [ x] liên tục trên R.
Không giảm tính tổng quát, giả sử a ≤ b ≤ c
-Nếu a = b hoặc b = c thì f [ b] = [ b − a] [ b − c] = 0. suy ra phương trình có
nghiệm x = b

-Nếu a < b < c thì f [ b] = [ b − a] [ b − c] < 0 và f [ a] = [ a − b] [ a − c] > 0 do đó tồn
tại x0 thuộc khoảng [ a;b] để f [ x0 ] = 0.

Vậy phương trình đã cho luôn có ít nhất một nghiệm.
8. Chứng minh phương trình 2x3 − 6x + 3 = 0 có ba nghiệm trên khoảng
[ −2;2] .
LỜI GIẢI

Đặt f [ x] = 2x − 6x + 3 thì f [ x] liên tục trên R.
3

f [ −2] = −16 + 12 + 3 = −1 < 0;f [ −1] = −2 + 6 + 3 > 0
f [ 1] = 2 − 6 + 3 = −1 < 0;f [ 2] = 16 − 12 + 3 = 7 > 0

Do đó f [ −2] .f [ −1] < 0;f [ −1] .f [ 1] < 0;f [ 1] .f [ 2] < 0. từ tính chất của hàm số liên
tục , suy ra f [ x] có nghiệm thuộc khoảng [ −2; −1] ,[ −1;1] ,[ 1;2] suy ra
phương trình có ba nghiệm trên khoảng [ −2;2] .

10. Chứng minh rằng với mọi a, b, c phương trình x3 + ax2 + bx + c = 0 luôn
có nghiệm.
LỜI GIẢI
3


2
Đặt f [ x] = x + ax + bx + c thì f [ x] liên tục trên R.
f [ x] = +∞ ⇒ ∃x1 > 0 để f [ x1 ] > 0.
Ta có: xlim
→+∞

lim f [ x] = −∞ ⇒ ∃x2 > 0 để f [ x2 ] < 0.

x→−∞


Như vậy có x1 ,x2 để f [ x1 ] .f [ x2 ] < 0 suy ra phương trình có nghiệm
x ∈ [ x1;x2 ] vậy phương trình đã cho luôn có nghiệm.

11. Chứng minh rằng với mọi a, b, c phương trình x4 + ax3 + bx2 + cx − 1 = 0
có ít nhất hai nghiệm phân biệt.
LỜI GIẢI
Đặt f [ x] = x4 + ax3 + bx2 + cx − 1 thì f [ x] liên tục trên R.
Ta có: f [ 0] = −1;

lim f [ x] = +∞ ⇒ ∃x1 > 0 để f [ x1 ] > 0.

x→+∞

lim f [ x] = +∞ ⇒ ∃x2 < 0 để f [ x2 ] > 0.

x→−∞

Do đó f [ 0] .f [ x2 ] < 0 suy ra phương trình có nghiệm trong khoảng [ x2 ;0]


f [ 0] .f [ x1 ] < 0 suy ra phương trình có nghiệm trong khoảng [ 0;x1 ] mà các

khoảng [ x2 ;0] và [ 0;x1 ] không giao nhau, do đó phương trình có ít nhất
hai nghiệm phân biệt.

12. Chứng minh rằng phương trình 64x6 − 96x4 + 36x2 − 3 = 0 có nghiệm x0

2+ 2+ 2
< x0 3,4 > 1,84.



3


Nên f  2 + 2 ÷ < 1,85 − 3.1,84 − 1 < 6,35 − 5,52 − 1 < 0




2 + 3 < 3,74 < 1,94; 2 + 3 > 3,73 > 1,93.



2
Do đó f  2 + 3 ÷ > 1,93 − 3.1,94 − 1 > 7,18 − 5,82 − 1 > 0





 

Suy ra f  2 + 2 ÷.f  2 + 3 ÷ < 0 vậy phương trình [ 3] có nghiệm

 

t ∈  2 + 2; 2 + 3 ÷ từ đó suy ra điều phải chứng minh.


Cách 2: [sử dụng lượng giác]
1+ cos2α
2 + 2cos2α
Từ công thức cos2 α =
⇒ cosα =


.
2
2
Do đó

α
cos =
2
π
với 0 < α < .
2

2 + 2cos

2 + 2cosα
α
;cos =
2
4

2

α
α
2 hay cos =
4

2 + 2 + 2cosα
2


Từ công thức này suy ra: cos π = 2 + 2 + 2 ;cos π = 2 + 2 + 3
16
2
24
2
Nghiệm x0 của phương trình đã cho có thể tìm được dưới dạng : x0 = cosβ
π
π
5 36 ⇔ x0 − 1 > 5 36 ⇔ x0 > 1+ 5 36 .


Chứng minh khi m ∈ [ 2;3] thì phương trình 2x3 − 9x2 + 12x − 2 − m = 0 có ba
nghiệm dương phân biệt.
LỜI GIẢI
Đặt f [ x] = 2x3 − 9x2 + 12x − 2 − m
m − 2 > 0

Vì m ∈ [ 2;3] ⇔ 2 < m < 3 ⇒ 
.

m − 3 < 0

Ta có f [ 0] = −2 − m < 2 − m < 0 , f [ 1] = 3 − m > 0 , f [ 2] = 2 − m < 0 , f [ 3] = 7 − m > 0 .
f [ 0] .f [ 1] < 0

Từ đó có f [ 1] .f [ 2] < 0 [1]. Vì hàm số liên tục và xác định trên R nên hàm

f [ 2] .f [ 3] < 0
số liên tục trên các đoạn 0;1 , 1;2 ,  2;3 [2]. Từ [1] và [2] suy ra

phương trình f [ x] = 0 có ba nghiệm dương phân biệt lần lượt thuộc các
khoảng [ 0;1] , [ 1;2] , [ 2;3] .
Cho α và β thỏa 0 < α < β . Chứng minh rằng phương trình sau có
nghiệm : sin10 x − x =

α sin10 α + β sin10 β − α 2 − β2
.
α +β


LỜI GIẢI


Đặt f [ x] = sin10 x − x −

α sin10 α + β sin10 β − α 2 − β2
. Có hàm số f[x] liên tục
α +β

trên đoạn α;β [1].
Ta có f [ α ] = sin10 α − α −

=

α sin10 α + β sin10 β − α 2 − β 2
α +β

[

10
10
α sin10 α − α 2 + β sin10 α − αβ − α sin10 α − β sin10 β + α 2 + β 2 β sin α − α − sin β + β
=
α +β
α +β

]

.

f [ β ] = sin10 β − β −

α sin10 α + β sin10 β − α 2 − β2


α +β

[

α sin10 α − α − sin10 β + β
α sin10 β − αβ + β sin10 β − β2 − α sin10 α − β sin10 β + α 2 + β 2
=
=−
α +β
α +β
.
⇒ f [ α ] .f [ β ] = −

[

αβ sin10 α − α − sin10 β + β

[ α + β]

2

]

2

< 0,∀α ,β > 0 [2].

Từ [1] và [2] suy ra phương trình f [ x] = 0 có nghiệm x0 ∈ α;β .
Chứng minh với mọi tham số m phương trình sau luôn có nghiệm thực :


[m

2

]

− 3m + 5 x3 + 2x − 2 = 0

LỜI GIẢI

[

]

2
3
Đặt f [ x] = m − 3m + 5 x + 2x − 2 .
2


3  11
Ta có f [ 0] = −2 < 0 và f [ 1] = m2 − 3m + 5 =  m − ÷ +
> 0,∀m nên
2
4


f [ 0] .f [ 1] < 0 [1]. Vì hàm số f[x] xác định và liên tục trên R nên f[x] liên tục

trên đoạn 0;1 [1]. Từ [1] và [2] suy ra phương trình f [ x] = 0 luôn có


nghiệm thuộc khoảng [ 0;1] .

]


[

]

2
3
2 2
2
Chứng minh rằng phương trình m + 1 x − 2m x − 4x + m + 1 = 0 có ba

nghiệm phân biệt với mọi giá trị của tham số m.

[

]

2
3
2 2
2
Đặt f [ x] = m + 1 x − 2m x − 4x + m + 1 . Ta có :

[

]



f [ −3] = −27m2 − 27 − 18m2 + 12 + m2 + 1 = −44m2 − 14 = − 44m2 + 14 < 0,∀m ∈ ¡ .
f [ 0] = m2 + 1 > 0 .
f [ 1] = m2 + 1− 2m2 − 4 + m2 + 1 = −2 < 0 .

[

]

f [ 2] = 8 m2 + 1 − 8m2 − 8 + m2 + 1 = m2 + 1 > 0,∀ m ∈ ¡ .
f [ −3] .f [ 0] < 0

Từ đó ta có f [ 0] .f [ 1] < 0 [1]. Hàm số f[x] xác định và liên tục trên R do

f [ 1] .f [ 2] < 0
đó f[x] liên tục trên các đoạn  −3;0 , 0;1 , 1,2 [2]. Từ [1] và [2] suy ra

phương trình f [ x] = 0 có ba nghiệm phân biệt lần lượt thuộc các khoảng

[ −3;0] ,[ 0;1] ,[ 1;2] .
Chứng minh phương trình −2x4 + mx3 + nx2 + px + 2011 = 0 có ít nhất 2
nghiệm với ∀ m,n,p ∈ R .
Xét phương trình:

−2x4 + mx3 + nx2 + px + 2011 = 0 [1]

Xét hàm số: f[x] = −2x4 + mx3 + nx2 + px + 2011
lim f[x] = lim [−2x4 + mx3 + nx2 + px + 2011] = −∞ ⇒ ∃b > 0 sao cho f [ b] < 0 .
x→+∞


x→+∞

lim f[x] = lim [−2x4 + mx3 + nx2 + px + 2011] = −∞ ⇒ ∃a > 0 sao cho f [ a] < 0
x→−∞

x→−∞

f [ 0] = 2011 > 0

Hàm số f[x] liên tục trên các đoạn a;0 và 0;b

f[a].f[0] < 0


f[0].f[b] < 0

⇒ phương trình có ít nhất 1 nghiệm x1 ∈ [ a;0] và ít nhất 1 nghiệm

x2 [ 0;b] .

Vậy phương trình có ít nhất 2 nghiệm.


Cho phương trình: x4 + ax3 + bx2 + cx + d = 0
a]. Với d < 0 chứng minh rằng phương trình có ít nhất hai nghiệm phân
biệt.
4
b]. Với d = 1, giả sử phương trình có nghiệm, chứng minh a2 + b2 + c2 ≥
3
LỜI GIẢI


a]
Đặt f[x] = x4 + ax3 + bx2 + cx + d liên tục trên R.
Ta có: f [ 0] = d < 0

f[x] = +∞ , nên tồn tại 2 số α < 0 và β > 0 sao cho f[α ] > 0,
Mặt khác xlim
→±∞

f[0].f[α] < 0
f[β] > 0 . Do đó 
. Vậy phương trình có ít nhất hai nghiệm phân
f[0].f[β] < 0
biệt thuộc hai khoảng [α ,0] và [0,β] .
b]. d = 1 Gọi x0 là nghiệm của phương trình [ x0 ≠ 0 ]
x04 + ax03 + bx02 + cx0 + 1 = 0 ⇔ b = −x02 +

−1
x02

− ax0 − c

1
x0

2
 2 1
  2 2  2 −1

1   2 1


Ta có: a + b + c  x0 + 2 + 1÷ = a + c +  −x0 + 2 − ax0 − c ÷   x0 + 2 + 1÷

÷


÷
x0 ÷
x0
x0
x0

 

  


[

2

2

2

]

2

2




1
−1
1
1
≥  ax0 + c − x02 + 2 − ax0 − c ÷ =  x02 + 2 ÷


x0
x0 ÷
x0
x0 ÷




2

[

Suy ra: a2 + b2 + c2

]

 2 1
 x0 + 2 ÷
1

2


2
x0 ÷
 = t với t = x0 + 2 ≥ 2
≥
x0
1
t+1
x02 + 2 + 1
x0

t2
4
≥ ⇔ 3t2 − 4t − 4 ≥ 0 ⇔ [t − 2][3t + 2] ≥ 0 [đúng do t ≥ 2 ].
t+1 3
4
Vậy a2 + b2 + c2 ≥ .
3
2
Dấu bằng xảy ra khi a = b = c = − [ứng với x0 = 1 ].
3
2
2
a = c = ,b = − [ứng với x0 = −1 ].
3
3
Mặt khác:

Cho ba số a, b, c thoả mãn hệ thức 2a + 3b + 6c = 0 . Chứng minh rằng
phương trình ax2 + bx + c = 0 có ít nhất một nghiệm thuộc khoảng [0; 1].
LỜI GIẢI




Đặt f [ x] = ax2 + bx + c ⇒ f [ x] liên tục trên R.
 2 4
2
1
c
c
• f [ 0] = c , f  ÷ = a + b + c = [ 4a + 6b + 12c] − = − .
3
9
3
3
 3 9
 2
2
• Nếu c = 0 thì f  ÷ = 0 ⇒ phương trình đã cho có nghiệm ∈ [0;1]
3
 3
 2
c2
• Nếu c ≠ 0 thì f[0].f  ÷ = −
< 0 ⇒ phương trình đã cho có nghiệm
3
 3
 2
α ∈  0; ÷ ⊂ [0;1] .
 3
Kết luận phương trình đã cho luôn có ít nhất một nghiệm thuộc khoảng
[0; 1].





Video liên quan

Chủ Đề