Cho \(x,\,\,y,\,\,z \ne 0\) thoả mãn \(x + y + z = xyz\) và \(\frac{1}{x} + \frac{1}{y} + \frac{1}{z} = 3.\)

Tính giá trị của biểu thức \(P = \frac{1}{{{x^2}}} + \frac{1}{{{y^2}}} + \frac{1}{{{z^2}}}.\)

Hướng dẫn giải

Ta có \[\widehat {BEF} = \widehat {xBE} = 30^\circ \] (Vì \[Bx\parallel AF\] và hai góc ở vị trí so le trong).

\[\widehat {BFA} = \widehat {xBF} = 60^\circ \].

Xét tam giác vuông \[ABF\] có \[\widehat {FBA} = 30^\circ \] suy ra \[AF = \frac{1}{2}BF.\]

Áp dụng định lí Pythagore vào tam giác vuông \[ABF\] có:

\[A{B^2} + A{F^2} = B{F^2}\]

\[A{B^2} + A{F^2} = {\left( {2AF} \right)^2}\]

\[A{B^2} = 3A{F^2}\]

\[{\left( {AC + BC} \right)^2} = 3A{F^2}\]

\[{\left( {42 + 1,65} \right)^2} = 3A{F^2}\]

\[43,{65^2} = 3A{F^2}\]

\[AF = \sqrt {\frac{{43,{{65}^2}}}{3}} \]

\[AF \approx 25,2\,\,{\rm{m}}{\rm{.}}\]

Xét \[\Delta ABF\] và \[\Delta AEB\] có:

\[\widehat {ABF} = \widehat {AEB} = 30^\circ \]

\[\widehat A\] chung

Do đó, (g.g).

Suy ra \[\frac{{AF}}{{AB}} = \frac{{AB}}{{AE}}\], do đó \[AE = \frac{{A{B^2}}}{{AF}} = \frac{{43,{{65}^2}}}{{25,2}} = 75,6{\rm{ }}\left( {{\rm{cm}}} \right)\].

Sau hai lần quan sát, tàu đã chạy được: \[75,6 - 25,5 = 50,4\,\,\left( {\rm{m}} \right)\].

Hướng dẫn giải

a) Ta có \(M = \frac{{14}}{{{x^2} - 2x + 4}} = \frac{{14}}{{\left( {{x^2} - 2x + 1} \right) + 3}} = \frac{{14}}{{{{\left( {x - 1} \right)}^2} + 3}}.\)

Với mọi \(x,\) ta luôn có \({\left( {x - 1} \right)^2} \ge 0\) nên \({\left( {x - 1} \right)^2} + 3 \ge 0\)

Suy ra \(\frac{{14}}{{{{\left( {x - 1} \right)}^2} + 3}} \le \frac{{14}}{3},\) hay \(M \le \frac{{14}}{3}.\)

Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \({\left( {x - 1} \right)^2} = 0,\) tức là \(x = 1.\)

Vậy giá trị lớn nhất của biểu thức \(M\) là \(\frac{{14}}{3}\) tại \(x = 1.\)

b) Ta có \(N = \frac{{11}}{{12 - 4x - {x^2}}} = \frac{{11}}{{ - \left( {{x^2} + 4x + 4} \right) + 16}} = \frac{{11}}{{ - {{\left( {x + 2} \right)}^2} + 16}}.\)

Với mọi \(x,\) ta luôn có \({\left( {x + 2} \right)^2} \ge 0\) nên \( - {\left( {x + 2} \right)^2} + 16 \le 16\)

Suy ra \(\frac{{11}}{{ - {{\left( {x + 2} \right)}^2} + 16}} \ge \frac{{11}}{{16}},\) hay \(N \ge \frac{{11}}{{16}}.\)

Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \({\left( {x + 2} \right)^2} = 0,\) tức là \(x =  - 2.\)

Vậy giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(N\) là \(\frac{{11}}{{16}}\) tại \(x =  - 2.\)