Có tất cả bao nhiêu cặp số nguyên dương \(\left( x;y \right)\) thỏa mãn điều kiện \(x\le 2022\) và \(3\left( {{9}^{y}}+2y \right)+2\le x+{{\log }_{3}}{{\left( x+1 \right)}^{3}}\)?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có:
\(3\left( {{9}^{y}}+2y \right)+2\le x+{{\log }_{3}}{{\left( x+1 \right)}^{3}}\)
\(\Leftrightarrow {{3}^{2y+1}}+3\left( 2y+1 \right)\le x+1+3{{\log }_{3}}\left( x+1 \right)\) với điều kiện \(x+1>0\).
Xét hàm số \(f\left( t \right)={{3}^{t}}+3t\)
Ta có \({f}'\left( t \right)={{3}^{t}}\ln 3+3>0,\forall t\in \mathbb{R}\)
Suy ra \(f\left( t \right)\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\).
Nên:
\({{3}^{2y+1}}+3\left( 2y+1 \right)\le x+1+3{{\log }_{3}}\left( x+1 \right)\Leftrightarrow f\left( 2y+1 \right)\le f\left( {{\log }_{3}}\left( x+1 \right) \right)\)\(\Leftrightarrow 2y+1\le {{\log }_{3}}\left( x+1 \right)\)
Mà \(x\le 2022\) nên \(x+1\le 2023\Rightarrow {{\log }_{3}}\left( x+1 \right)\le {{\log }_{3}}2023\simeq 6,9\).
\(\Rightarrow 2y+1\le 6\) hay \(y\le \frac{5}{2}\).
\(y\) nguyên dương nên \(y\in \left\{ 1;2 \right\}\).
+) Với \(y=1\) thì \(3\le {{\log }_{3}}\left( x+1 \right)\Leftrightarrow x\ge 26\) nên \(26\le x\le 2022\)\(\Rightarrow \)có 1997 cặp \(\left( x;y \right)\).
+) Với \(y=2\) thì \(5\le {{\log }_{3}}\left( x+1 \right)\Leftrightarrow x\ge 242\) nên \(242\le x\le 2022\)\(\Rightarrow \)có 1781 cặp \(\left( x;y \right)\).
Vậy có 3778 cặp \(\left( x;y \right)\) thỏa ycbt.
Chọn C
Đề thi thử tốt nghiệp THPT môn Toán năm 2023-2024
Trường THPT Trần Cao Vân