Câu hỏi:

22/12/2025 6 Lưu

Tìm các số tự nhiên \[x,\,\,y,\,\,z\] thỏa mãn \[{x^2} + {y^2} = {2023^z} + 35\].

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Do vai trò của \[x,\,\,y\] đối xứng nhau nên giả sử \[x \le y\].

Với \[z = 0\] thì

\[{x^2} + {y^2} = 36\].                                                       (1)

\[x \le y\] nên \[{x^2} \le 18 \Rightarrow 0 \le x \le 4\].

Thử trực tiếp, ta được \[\left\{ \begin{array}{l}x = 0\\y = 6\end{array} \right.\] thỏa (1).

Với \[z \ge 1\]:

Do \[2023 \vdots 7,\,\,35 \vdots 7\] nên

\[{x^2} + {y^2} \vdots 7\].                                                   (2)

Đặt \[x = 7a + r,\,\,y = 7b + t\] với \[a,\,\,b,\,\,r,\,\,t\] là các số tự nhiên thỏa\[0 \le r \le 6,\,\,0 \le t \le 6\]. Khi đó

\[{x^2} + {y^2} = 49{a^2} + 14ar + 49{b^2} + 14bt + {r^2} + {t^2}\].      (3)

Từ (2) và (3) suy ra \[{r^2} + {t^2} \vdots 7\].

Thử trực tiếp, ta thấy chỉ có \[r = 0,\,\,t = 0\] thỏa mãn.

Do đó \[x = 7a,\,\,y = 7b\].

Thay vào phương trình ban đầu:

\[49{a^2} + 49{b^2} = {2023^z} + 35 \Leftrightarrow 7\left( {{a^2} + {b^2}} \right) = {289^z}{.7^{z - 1}} + 5\].

          Nếu \[z > 1\] ta có vế trái chia hết cho 7 và vế phải không chia hết cho 7 (vô lý).

          Nếu \[z = 1\] ta có:

\[7\left( {{a^2} + {b^2}} \right) = 289 + 5 \Leftrightarrow {a^2} + {b^2} = 42\].

Dễ dàng kiểm tra được phương trình \[{a^2} + {b^2} = 42\] không có nghiệm tự nhiên.

Vậy phương trình ban đầu có hai nghiệm

\[\left\{ \begin{array}{l}x = 0\\y = 6\\z = 0\end{array} \right.,\left\{ \begin{array}{l}x = 6\\y = 0\\z = 0\end{array} \right.\].

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Cho đường tròn tâm \(O\) đường kính \(AB = 2R\). Gọi \(H\) là trung điểm của \(OA\). (ảnh 1)

\[H\] là trung điểm của \[OA\] nên \(AH = \frac{{OA}}{2} = \frac{R}{2} \cdot \)

Ta có \[\widehat {ACB} = {90^0}\] (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn).

Xét tam giác \(ABC\) vuông tại \(C\) có đường cao \(CH\):

\(A{C^2} = AB.AH = 2R.\frac{R}{2} = {R^2} \Rightarrow AC = R\).

\(B{C^2} = A{B^2} - A{C^2} = 4{R^2} - {R^2} = 3{R^2} \Rightarrow BC = R\sqrt 3 .\)

\(CH.AB = AC.BC \Rightarrow CH = \frac{{AC.BC}}{{AB}} = \frac{{R.R\sqrt 3 }}{{2R}} = \frac{{R\sqrt 3 }}{2} \cdot \)

Cho đường tròn tâm \(O\) đường kính \(AB = 2R\). Gọi \(H\) là trung điểm của \(OA\). (ảnh 2)

Cách 1:

Tam giác \(ABD\) vuông tại \(D\) đường cao \(DH\) ta có \(A{D^2} = AH.AB.\)

\[\Delta AIH\]\[\Delta ABM\] có góc \[A\] chung và \[\widehat {AHI} = \widehat {AMB}\left( { = {{90}^0}} \right)\].

S

Suy ra \(\Delta AIH\)   \(\Delta ABM\) (g.g) Þ\(\frac{{AI}}{{AB}} = \frac{{AH}}{{AM}} \Rightarrow AH.AB = AI.AM.\)

 

Do đó \(A{D^2} = AI.AM \Rightarrow \frac{{AD}}{{AM}} = \frac{{AI}}{{AD}} \cdot \)

\[\Delta ADI\]

S

 \[\Delta AMD\] có góc \[A\] chung và \(\frac{{AD}}{{AM}} = \frac{{AI}}{{AD}}\).

 

Suy ra \(\Delta ADI\)   \(\Delta AMD\) (c.g.c).

Vậy \(\widehat {ADI} = \widehat {AMD}\). Do đó \(AD\) là tiếp tuyến của đường tròn ngoại tiếp \(\Delta IDM\).

Cách 2:

\[OA\] là đường trung trực của \[CD\] nên \[AC = AD\].

Tam giác \[ACD\] cân tại \[A\] nên \[\widehat {ACD} = \widehat {ADI}\].

Mặt khác \[\widehat {ACD} = \widehat {AMD}\] (cùng chắn cung \[AD\]).

Vậy \(\widehat {ADI} = \widehat {AMD}\). Do đó \(AD\) là tiếp tuyến của đường tròn ngoại tiếp \(\Delta IDM\).

Tìm vị trí điểm \(M\) trên cung nhỏ \(BC\) sao cho \(MB + MC + MD\) đạt giá trị lớn nhất.

Cho đường tròn tâm \(O\) đường kính \(AB = 2R\). Gọi \(H\) là trung điểm của \(OA\). (ảnh 3)

Ta có \(CD = 2.CH = 2.\frac{{R\sqrt 3 }}{2} = R\sqrt 3 \).

Mặt khác \(\Delta BCD\) cân tại \(B\) nên \(BD = BC = R\sqrt 3 \).

Vậy \(\Delta BCD\) là tam giác đều.

Trên đoạn \[MD\] lấy điểm \[K\] sao cho \[MK = MB\].

\(\Delta MBK\) cân tại \(M\)\(\widehat {BMK} = \widehat {BCD} = {60^0}\) nên là tam giác đều.

Ta có \[\widehat {CBM} + \widehat {CBK} = {60^0},\,\,\widehat {DBK} + \widehat {CBK} = {60^0}\].

Dẫn đến \[\widehat {CBM} = \widehat {DBK}\].

Xét \(\Delta CBM\)\[\Delta DBK\] có: \(CB = DB,\,\widehat {\,CBM} = \widehat {DBK},\,\,BM = BK\).

Do đó \(\Delta CBM = \Delta DBK \Rightarrow MC = KD\).

Vậy \(MD = MK + KD = MB + MC\).

Ta có \(MB + MC + MD = 2MD \le 4R\).

Vậy \(MB + MC + MD\) đạt giá trị lớn nhất khi \(MD\) là đường kính của đường tròn \(\left( O \right)\). Do đó \(M\) là điểm chính giữa của cung nhỏ \(BC\).

 

Lời giải

1) Cách 1: Viết lại phương trình thành

\[\left( {x - 2} \right)\left( {x + 6} \right)\left( {x + 1} \right)\left( {x + 3} \right) + 56 = 0 \Leftrightarrow \left( {{x^2} + 4x - 12} \right)\left( {{x^2} + 4x + 3} \right) + 56 = 0\].

Đặt \[t = {x^2} + 4x - 12\], ta có

\[t\left( {t + 15} \right) + 56 = 0 \Leftrightarrow {t^2} + 15t + 56 = 0\].

Ta có \(\Delta = {15^2} - 4.1.56 = 1\)

Do đó phương trình trên có nghiệm \[\left[ \begin{array}{l}t = - 7\\t = - 8\end{array} \right.\].

Với \[t = - 7\] thì \[{x^2} + 4x - 12 = - 7 \Leftrightarrow {x^2} + 4x - 5 = 0\]. Giải tương tự trên, ta được \[\left[ \begin{array}{l}x = 1\\x = - 5\end{array} \right.\].

Với \[t = - 8\] thì \[{x^2} + 4x - 12 = - 8 \Leftrightarrow {x^2} + 4x - 4 = 0\]. Giải tương tự trên, ta được \[\left[ \begin{array}{l}x = - 2 + 2\sqrt 2 \\x = - 2 - 2\sqrt 2 \end{array} \right.\].

Tập nghiệm của phương trình là \[S = \left\{ {1;\, - 5;\, - 2 + 2\sqrt 2 ;\, - 2 - 2\sqrt 2 } \right\}\].

Cách 2: Khai triển và thu gọn, ta được

\[{x^4} + 8{x^3} + 7{x^2} - 36x + 20 = 0\].

\[\begin{array}{l} \Leftrightarrow {x^4} - {x^3} + 9{x^3} - 9{x^2} + 16{x^2} - 16x - 20x + 20 = 0\\ \Leftrightarrow \left( {x - 1} \right)\left( {{x^3} + 9{x^2} + 16x - 20} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {x - 1} \right)\left( {{x^3} + 5{x^2} + 4{x^2} + 20x - 4x - 20} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {x - 1} \right)\left( {x + 5} \right)\left( {{x^2} + 4x - 4} \right) = 0\end{array}\].

\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x - 1 = 0\\x + 5 = 0\\{x^2} + 4x - 4 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 1\\x = - 5\\{\left( {x + 2} \right)^2} = 8\end{array} \right.\].

Tập nghiệm của phương trình là \[S = \left\{ {1;\, - 5;\, - 2 + 2\sqrt 2 ;\, - 2 - 2\sqrt 2 } \right\}\].

2) Cách 1:

Đặt \[\left\{ \begin{array}{l}S = x + y\\P = xy\end{array} \right.\]. Hệ phương trình trở thành \[\left\{ \begin{array}{l}{S^2} - 2P = 5\\S + P = 5\end{array} \right.\].

\[ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{S^2} - 2\left( {5 - S} \right) = 5\\P = 5 - S\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{S^2} + 2S - 15 = 0 & \left( * \right)\\P = 5 - S\end{array} \right.\].

Phương trình (*) có \(\Delta ' = {1^2} + 1.15 = 16\) nên \[\left[ \begin{array}{l}S = - 5,\,\,P = 10\\S = 3,\,\,P = 2\end{array} \right.\].

Với \[\left\{ \begin{array}{l}S = - 5\\P = 10\end{array} \right.\] thì \[x,\,\,y\] là hai nghiệm của phương trình

\[{X^2} + 5X + 10 = 0\] (phương trình vô nghiệm).

Với \[\left\{ \begin{array}{l}S = 3\\P = 2\end{array} \right.\] thì \[x,\,\,y\] là hai nghiệm của phương trình

\[{X^2} - 3X + 2 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}X = 1\\X = 2\end{array} \right.\] (vì \(a + b + c = 1 - 3 + 2 = 0\)).

Vậy hệ phương trình có hai nghiệm là \[\left( {1;\,\,2} \right)\]\[\left( {2;\,\,1} \right)\].

Cách 2:

Từ phương trình sau suy ra \[x \ne - 1,y \ne - 1\]\[y = \frac{{5 - x}}{{x + 1}}\].

Thế vào phương trình đầu, ta được \[{x^2} + {\left( {\frac{{5 - x}}{{x + 1}}} \right)^2} = 5\].

\[\begin{array}{l} \Leftrightarrow {x^2}{\left( {x + 1} \right)^2} + {\left( {5 - x} \right)^2} = 5{\left( {x + 1} \right)^2}\\ \Leftrightarrow {x^4} + 2{x^3} - 3{x^2} - 20x + 20 = 0\end{array}\].

\[\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left( {{x^4} - 2{x^3} + 2{x^2}} \right) + \left( {5{x^3} - 15{x^2} + 10x} \right) + \left( {10{x^2} - 30x + 20} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {{x^2} - 3x + 2} \right)\left( {{x^2} + 5x + 10} \right) = 0\end{array}\].

\[ \Leftrightarrow {x^2} - 3x + 2 = 0\] (vì  với mọi \[x\]).

\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 1 \Rightarrow y = 2\\x = 2 \Rightarrow y = 1\end{array} \right.\].

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP