Xét các số thực \(x,\,\,y\) với \(x\ge 0\) thỏa mãn điều kiện:\({{2018}^{x\,+\,3y}}+{{2018}^{xy\,+\,1}}+x+1={{2018}^{-\,xy\,-\,1}}+\frac{1}{{{2018}^{x\,+\,3y}}}-y\left( x+3 \right)\)Gọi \(m\) là giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(T=x+2y.\) Mệnh đề nào sau đây đúng ?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGiả thiết \(\Leftrightarrow \,\,{{2018}^{x\,+\,3y}}-\frac{1}{{{2018}^{x\,+\,3y}}}+x+3y={{2018}^{-\,xy\,-\,1}}-\frac{1}{{{2018}^{-\,xy\,-\,1}}}-xy-1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( * \right).\)
Xét hàm số \(f\left( t \right)={{2018}^{t}}-{{2018}^{-\,t}}+t\) trên R, có \({f}'\left( t \right)={{2018}^{t}}.\ln 2018+{{2018}^{-\,t}}.\ln 2018+1>0\)
Suy ra \(f\left( t \right)\) là hàm số đồng biến trên R mà \(\left( * \right)\Leftrightarrow f\left( x+3y \right)=f\left( -xy-1 \right)\Leftrightarrow x+3y=-\,xy-1.\)
\(\Leftrightarrow x+1=-\,\left( x+3 \right)y\Leftrightarrow y=-\frac{x+1}{x+3}.\) Khi đó \(T=x+2y=x-\frac{2x+2}{x+3}=\frac{{{x}^{2}}+x-2}{x+3}.\)
Xét hàm số \(g\left( x \right)=\frac{{{x}^{2}}+x-2}{x+3}\) trên khoảng \(\left[ 0;+\,\infty \right),\) có \({g}'\left( x \right)=\frac{{{x}^{2}}+6x+5}{{{\left( x+3 \right)}^{2}}}>0;\,\,\forall x\ge 0.\)
Do đó, \(g\left( x \right)\) là hàm số đồng biến trên \(\left[ 0;+\,\infty \right)\,\,\xrightarrow{{}}\,\,\underset{\left( 0;+\,\infty \right)}{\mathop{\min }}\,g\left( x \right)=g\left( 0 \right)=-\,\frac{2}{3}\in \left( -\,1;0 \right).\)
Chọn A.