khoahoc.vietjack.com

Câu hỏi:

09/05/2026 109 Lưu

(2,0 điểm)

Cho hai biểu thức: \(A = \frac{{\sqrt x  + 9}}{{\sqrt x  - 2}}\) và \(B = \frac{1}{{\sqrt x  + 2}} - \frac{{\sqrt x }}{{2 - \sqrt x }} + \frac{{\sqrt x  + 6}}{{x - 4}}\) với \(x \ge 0;x \ne 4\) .

             1) Tính giá trị của biểu thức \(A\) với \(x =  - 27\sqrt[3]{{\frac{{ - 1}}{{27}}}}\).

             2) Rút gọn \(B\).

             3) Cho \(P = A:B\). Tìm \(x\) nhỏ nhất  để  \(P\) có giá trị là số nguyên.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

a) Thay \(x =  - 27\sqrt[3]{{\frac{{ - 1}}{{27}}}} =  - 27 \cdot \,\,\frac{{ - 1}}{3} = 9\) (TMĐK) vào biểu thức \(A\) ta được:

\(A = \frac{{\sqrt 9  + 9}}{{\sqrt 9  - 2}} = \frac{{3 + 9}}{{3 - 2}} = 12\)

Vậy với \(x =  - 27\sqrt[3]{{\frac{{ - 1}}{{27}}}}\) thì \(A = 12\)

b) \(B = \frac{1}{{\sqrt x  + 2}} - \frac{{\sqrt x }}{{2 - \sqrt x }} + \frac{{\sqrt x  + 6}}{{x - 4}}\) ; \(x \ge 0;x \ne 4\)

  \( = \frac{1}{{\sqrt x  + 2}} + \frac{{\sqrt x }}{{\sqrt x  - 2}} + \frac{{\sqrt x  + 6}}{{\left( {\sqrt x  - 2} \right)\left( {\sqrt x  + 2} \right)}}\)

  \( = \frac{{\sqrt x  - 2}}{{\left( {\sqrt x  + 2} \right)\left( {\sqrt x  - 2} \right)}} + \frac{{\sqrt x .\left( {\sqrt x  + 2} \right)}}{{\left( {\sqrt x  - 2} \right)\left( {\sqrt x  + 2} \right)}} + \frac{{\sqrt x  + 6}}{{\left( {\sqrt x  + 2} \right)\left( {\sqrt x  - 2} \right)}}\)

\( = \frac{{\sqrt x  - 2 + x + 2\sqrt x  + \sqrt x  + 6}}{{\left( {\sqrt x  + 2} \right)\left( {\sqrt x  - 2} \right)}}\) \( = \frac{{x + 4\sqrt x  + 4}}{{\left( {\sqrt x  + 2} \right)\left( {\sqrt x  - 2} \right)}}\)

  \( = \frac{{{{\left( {\sqrt x  + 2} \right)}^2}}}{{\left( {\sqrt x  + 2} \right)\left( {\sqrt x  - 2} \right)}}\) \( = \frac{{\sqrt x  + 2}}{{\sqrt x  - 2}}\).

c) Ta có \(P = A:B\)\( = \frac{{\sqrt x  + 9}}{{\sqrt x  - 2}}:\frac{{\sqrt x  + 2}}{{\sqrt x  - 2}}\)

\( = \frac{{\sqrt x  + 9}}{{\sqrt x  - 2}} \cdot \frac{{\sqrt x  - 2}}{{\sqrt x  + 2}}\)\( = \frac{{\sqrt x  + 9}}{{\sqrt x  + 2}}\)\( = 1 + \frac{7}{{\sqrt x  + 2}}\)

Vậy \[P = \frac{{\sqrt x  + 9}}{{\sqrt x  + 2}} = 1 + \frac{7}{{\sqrt x  + 2}}\] với \(x \ge 0;x \ne 4\)

Ta có \(x \ge 0\) \( \Rightarrow \) \(\sqrt x  \ge 0\)

                \( \Rightarrow \)\(\sqrt x  + 2 > 0\) ; \(7 > 0\)

                \( \Rightarrow \) \(\frac{7}{{\sqrt x  + 2}} > 0\)

                \(1 + \frac{7}{{\sqrt x  + 2}} > 1\)  hay \(P > 1\) \(\left( 1 \right)\)

Ta có: \(x \ge 0\) \( \Rightarrow \) \(\sqrt x  \ge 0\)

                \( \Rightarrow \) \(\sqrt x  + 2 \ge 2\)

                \( \Rightarrow \) \(\frac{7}{{\sqrt x  + 2}} \le \frac{7}{2}\)

                \( \Rightarrow \) \(1 + \frac{7}{{\sqrt x  + 2}} \le \frac{9}{2}\) hay \(P \le \frac{9}{2}\)  \(\left( 2 \right)\)

Từ  \(\left( 1 \right)\) và \(\left( 2 \right)\) suy ra \(1 < P \le \frac{9}{2}\) mà \(P \in \mathbb{Z}\) nên \(P \in \left\{ {2\,;\;3\,;\;4} \right\}\)

Xét \(P = 2\)

\(1 + \frac{7}{{\sqrt x  + 2}} = 2\)

\(\frac{7}{{\sqrt x  + 2}} = 1\)

\[\sqrt x  + 2 = 7\]

\(\sqrt x  = 5\)

\(x = 25\) (TMĐK)

Xét \(P = 3\)

\(1 + \frac{7}{{\sqrt x  + 2}} = 3\)

\(\frac{7}{{\sqrt x  + 2}} = 2\)

\[2\sqrt x  + 4 = 7\]

\(\sqrt x  = \frac{3}{2}\)

\(x = \frac{9}{4}\) (TMĐK)

Xét \(P = 4\)

\[1 + \frac{7}{{\sqrt x  + 2}} = 4\]

\(\frac{7}{{\sqrt x  + 2}} = 3\)

\[3\sqrt x  + 6 = 7\]

\(\sqrt x  = \frac{1}{3}\)

\(x = \frac{1}{9}\) (TMĐK)

Kết hợp với điều kiện xác định \(x \ge 0;x \ne 4\) ta được: \(P\) nguyên thì \(x \in \left\{ {\frac{1}{9}\,;\;\frac{9}{4}\,;\;25} \right\}\)

Vậy \(x\) nhỏ nhất để  \(P\) có giá trị là số nguyên là \(x = \frac{1}{9}\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Gọi số điểm bạn Nam cần được ít nhất ở môn Tiếng Anh là \(x\) (điểm) (\[x > 0\])

Điểm trung bình ba môn là: \(\frac{{9.2 + 7 + 2x}}{5}\)

Để trúng tuyển vào trường đó, điểm số trung bình của ba môn ít nhất bằng 8 nên ta có

\(\frac{{9.2 + 7 + 2x}}{5} \ge 8\)

\(9.2 + 7 + 2x \ge 40\)

\(25 + 2x \ge 40\)

\(2x \ge 15\)

\(x \ge 7,5\)

Nam cần ít nhất \(7,5\) điểm Tiếng Anh.

Lời giải

Gọi chiều rộng của đáy bể là \(x\) (m), điều kiện \(x > 0\).

Vì chiều dài gấp đôi chiều rộng nên chiều dài đáy bể là \(2x\)(m)

Gọi chiều cao của bể là \(h\)(m) điều kiện \(h > 0\).

Thể tích của hình hộp chữ nhật được tính bằng công thức: \(V = 2x \cdot x \cdot h = 2{x^2}h = \frac{{500}}{3}\)

Suy ra \(h = \frac{{500}}{{3 \cdot 2{x^2}}} = \frac{{250}}{{3{x^2}}}\).

Bể không có nắp nên diện tích xây dựng \(\left( S \right)\) bao gồm diện tích đáy và diện tích 4 mặt xung quanh:

• Diện tích đáy \({S_{d\'a y}} = 2x.x = 2{x^2}\)

• Diện tích xung quanh: \({S_{xq}} = 2 \cdot (2x + x) \cdot h = 6xh\)

Tổng diện tích là: \(S(x) = 2{x^2} + 6xh\)

Thay \(h = \frac{{250}}{{3{x^2}}}\) vào biểu thức trên, ta được: \(S(x) = 2{x^2} + 6x \cdot \left( {\frac{{250}}{{3{x^2}}}} \right) = 2{x^2} + \frac{{500}}{x}\)

Chứng minh bất đẳng thức AM-GM cho 3 số không âm như sau:

Ta có:

\({a^3} + {b^3} + {c^3} - 3abc = (a + b + c)({a^2} + {b^2} + {c^2} - ab - bc - ca)\)
\({a^3} + {b^3} + {c^3} - 3abc = \frac{1}{2}(a + b + c)\left[ {{{(a - b)}^2} + {{(b - c)}^2} + {{(c - a)}^2}} \right]\)

Vì \(a,b,c \ge 0\) nên \((a + b + c) \ge 0\); \({(a - b)^2} + {(b - c)^2} + {(c - a)^2} \ge 0\)

Suy ra \({a^3} + {b^3} + {c^3} - 3abc \ge 0\) hay \({a^3} + {b^3} + {c^3} \ge 3abc\)

Dấu  xảy ra khi \(a = b = c\)

Áp dụng cho ba số không âm

Đặt \(a = \sqrt[3]{x}\), \(b = \sqrt[3]{y}\), \(c = \sqrt[3]{z}\) (với \(x,y,z \ge 0\)), ta có:
\(x + y + z \ge 3\sqrt[3]{{xyz}}\) hay \(\frac{{x + y + z}}{3} \ge \sqrt[3]{{xyz}}\)

Dấu  xảy ra khi \(x = y = z\)

Suy ra \(S(x) = 2{x^2} + \frac{{250}}{x} + \frac{{250}}{x}\)

Để chi phí nhân công thấp nhất, ta cần tìm \(x\) sao cho \(S(x)\) đạt giá trị nhỏ nhất. Áp dụng bất đẳng thức AM-GM cho 3 số dương \(2{x^2}\,;\;\frac{{250}}{x}\,;\;\frac{{250}}{x}\) ta có:

\(2{x^2} + \frac{{250}}{x} + \frac{{250}}{x} \ge 3\sqrt[3]{{2{x^2} \cdot \frac{{250}}{x} \cdot \frac{{250}}{x}}}\)

\(S(x) \ge 3\sqrt[3]{{2 \cdot 250 \cdot 250}} = 3\sqrt[3]{{125\,\,000}} = 3 \cdot 50 = 150\)

Dấu "=" xảy ra (diện tích nhỏ nhất) khi: \(2{x^2} = \frac{{250}}{x} \Rightarrow 2{x^3} = 250 \Rightarrow {x^3} = 125 \Rightarrow x = 5\) (TMĐK)

Vậy để chi phí nhân công thấp nhất thì cần xây bể có chiều rộng là 5 m.