Có bao nhiêu số nguyên x sao cho ứng với mỗi x có không quá 127 số nguyên y thỏa mãn \({\log _3}\left( {{x^2} + y} \right) \ge {\log _2}\left( {x + y} \right)\)?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có \({\log _3}\left( {{x^2} + y} \right) \ge {\log _2}\left( {x + y} \right)\left( 1 \right)\)
Đặt \(t = x + y \in \mathbb{N}*\)
\((1) \Leftrightarrow {\log _3}\left( {{x^2} – x + t} \right) \ge {\log _2}t \Leftrightarrow g(t) = {\log _2}t – {\log _3}\left( {{x^2} – x + t} \right) \le 0\left( 2 \right)\)
Đạo hàm \(g'(t) = \frac{1}{{t\ln 2}} – \frac{1}{{\left( {{x^2} – x + t} \right)\ln 3}} > 0\) với mọi t > 0. Do đó \(g\left( t \right)\) đồng biến trên \(\left( {0\,; + \infty } \right)\)
Vì mỗi x nguyên có không quá 127 giá trị \(t \in \mathbb{N}*\) nên ta có
\(g(128) > 0 \Leftrightarrow {\log _2}128 – {\log _3}\left( {{x^2} – x + 128} \right) > 0\)
\( \Leftrightarrow {x^2} – x + 128 < {3^7} \Leftrightarrow {x^2} – x – 2059 < 0 \Leftrightarrow \frac{{1 – \sqrt {8236} }}{2} < x < \frac{{1 + \sqrt {8236} }}{2}\)
Vậy có 90 số nguyên x thỏa yêu cầu bài toán.