Có bao nhiêu số nguyên y sao cho tồn tại \(x\in \left( \frac{1}{3};4 \right)\) thỏa mãn \({{27}^{3{{x}^{2}}+xy}}=(1+xy){{27}^{12x}}\)?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiXét \({{27}^{3{{x}^{2}}+xy}} - (1+xy){{27}^{12x}}\)
Áp dụng bất đẳng thức: \({a^x} \geqslant x(a - 1) + 1\), ta có
\(f(x) \geqslant 26(3{x^2} + xy - 12x) + 1 - (1 + xy) = 78{x^2} + (25y - 312)x > 0,\forall y \geqslant 13\)
Do đó y ≤ 12
\(\begin{gathered}
y = 0 = > {27^{3{x^2} - 12}} = 1 < = > 3{x^2} - 12 = 0 < = > \left[ \begin{gathered}
x = 0 \hfill \\
x = 4 \hfill \\
\end{gathered} \right.(loai) \hfill \\
y \leqslant - 3 = > xy < - 1 = > VP < 0(loai) \hfill \\
\end{gathered} \)
y=-1; y = -2 (thỏa mãn)
Xét y > 0 có f(4) = 274y - (1 + 4y) ≥ 0, \(\forall \) y > 0 và \(f\left( {\frac{1}{3}} \right) = f(x) = {3^{y - 11}} - \frac{y}{3} - 1 < 0,\forall y \in {\text{\{ }}1;2;...;12\} \)
Do đó pt f(x) = 0 có nghiệm \(x \in \left( {\frac{1}{3};4} \right),\forall y \in {\text{\{ }}1;2;...;12\} \)
Vậy \(y \in {\text{\{ - 2; - 1;0;}}1;2;...;12\} \)
Chọn B