Có bao nhiêu cặp số nguyên dương \((x ; y)\, với \,x \leq 2020\) thỏa mãn điều kiện \(\log _{2} \frac{x+2}{y+1}+x^{2}+4 x=4 y^{2}+8 y+1\).
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{aligned} &\log _{2} \frac{x+2}{y+1}=4 y^{2}-x^{2}-4 x+8 y+1 \Leftrightarrow \log _{2}(x+2)-\log _{2}(y+1)=4(y+1)^{2}-(x+2)^{2}+1\\ &\Leftrightarrow \log _{2}(x+2)+(x+2)^{2}=\log _{2} 2(y+1)+[2(y+1)]^{2}\,\,\,\,\,\,\,\,(1) \end{aligned}\)
Xét hàm số \(f(t)=\log _{2} t+t^{2} \text { trên } (0 ;+\infty)\)
Ta có: \(f^{\prime}(t)=\frac{1}{t \ln 2}+2 t>0 \,,\forall t \in(0 ;+\infty) \Rightarrow f(t)\) đồng biến trên \((0 ;+\infty)\).
\(\begin{aligned} &(1) \Leftrightarrow f(x+2)=f(2 y+2) \Leftrightarrow x+2=2 y+2 \Leftrightarrow x=2 y\\ &\text { Mà } 0<x \leq 2020 \Rightarrow 0<y \leq 1010 \end{aligned}\)
Vậy có 1010 cặp số nguyên dương ( x;y)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Toán năm 2020
Trường THPT Nho Quan B