Biết phương trình \({\log _5}\frac{{2\sqrt x + 1}}{x} = 2{\log _3}\left( {\frac{{\sqrt x }}{2} - \frac{1}{{2\sqrt x }}} \right)\) có một nghiệm dạng \(x = a + b\sqrt 2 \) trong đó a, b là các số nguyên. Tính T = 2a + b.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có: \({\log _5}\frac{{2\sqrt x + 1}}{x} = 2{\log _2}\left( {\frac{{\sqrt x }}{2} - \frac{1}{{2\sqrt x }}} \right) \Leftrightarrow {\log _5}\frac{{2\sqrt x + 1}}{x} = 2{\log _3}\left( {\frac{{x - 1}}{{2\sqrt x }}} \right)\)
Điều kiện xác định: x > 1.
\((1) \Leftrightarrow {\log _5}\left( {2\sqrt x + 1} \right) + 2{\log _3}2\sqrt x = {\log _5}x + 2{\log _3}\left( {x - 1} \right)\,\,\left( * \right)\)
Xét hàm số \(f\left( t \right) = {\log _5}t + 2{\log _3}\left( {t - 1} \right)\) với t > 1
Ta có \(f'\left( t \right) = \frac{1}{{t\ln 5}} + \frac{2}{{\left( {t - 1} \right)\ln 3}} > 0\) với t > 1 suy ra f(t) đồng biến trên \(\left( {1; + \infty } \right)\).
Từ (*) ta có \(f\left( {2\sqrt x + 1} \right) = f\left( x \right)\) nên suy ra \(2\sqrt x + 1 = x \Leftrightarrow {\left( {\sqrt x } \right)^2} - 2\sqrt x - 1 = 0 \Leftrightarrow \sqrt x = 1 + \sqrt 2 \) ( do x > 1)
Suy ra \(x = 3 + 2\sqrt 2 \Rightarrow a = 3;b = 2 \Rightarrow 2a + b = 8.\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Toán
Trường THPT Lê Thị Hồng Gấm