Cho hai số thực phân biệt thỏa mãn \(\log _{3}\left(3^{a+1}-1\right)=2 a+\log _{\frac{1}{3}} 2\) và \(\log _{3}\left(3^{b+1}-1\right)=2 b+\log _{\frac{1}{3}} 2\). \(\text { Tính tổng } S=27^{a}+27^{b} \text { . }\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{aligned} &\log _{3}\left(3^{a+1}-1\right)=2 a+\log _{\frac{1}{3}} 2 \Leftrightarrow \log _{3} 2\left(3^{a+1}-1\right)=2 a \Leftrightarrow 2\left(3^{a+1}-1\right)=3^{2 a} \Leftrightarrow 3^{2 a}-6.3^{a}+2=0 \\ &\text { Tương tự: } 3^{2 b}-6.3^{b}+2=0 \end{aligned}\)
\(\text { Suy ra } 3^{a} \text { và } 3^{b} \text { là hai nghiệm phân biệt (vì } a, b \text { phân biệt) của phương trình: } X^{2}-6 X+2=0 \text { . }\)
\(\begin{aligned} &\text { Khi đó } S=27^{a}+27^{b}=X_{1}^{3}+X_{2}^{3}=\left(X_{1}+X_{2}\right)^{3}-3 X_{1} X_{2}\left(X_{1}+X_{2}\right), \text { với } X_{1}+X_{2}=6, X_{1} \cdot X_{2}=2 \text { . }\\ &\text { Vậy } S=6^{3}-3.2 .6=180 \text { . } \end{aligned}\)