Tìm x để phân thức thỏa mãn điều kiện cho trước và cách giải bài tập (hay, chi tiết)



Bài viết Tìm x để phân thức thỏa mãn điều kiện cho trước và cách giải bài tập sẽ giúp học sinh nắm vững lý thuyết, biết cách làm bài tập từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Toán lớp 8.

Tìm x để phân thức thỏa mãn điều kiện cho trước và cách giải bài tập

(199k) Xem Khóa học Toán 8

I. Lý thuyết

1. Phân thức nhận giá trị  âm, phân thức nhận giá trị dương

Phân thức AxBx>0 khi A(x); B(x) cùng dấu

Phân thức AxBx<0 khi A(x); B(x) trái dấu

2. Tìm giá trị nguyên của biến để phân thức nguyên

AxBx=Cx+mBx (B(x)≠0)

Phân thức AxBx chỉ nguyên khi C(x) nguyên và m chia hết cho B(x) với m là một số.

3. Tìm giá trị của biến để phân thức thỏa mãn một giá trị cho trước

Phân thức AxBx=m (B(x)≠0)

⇒Ax=m.Bx

4. Tìm giá trị của biến để phân thức đạt giá trị lớn nhất nhỏ nhất

Cho phân thức AxBx (B(x)≠0)

+ M là giá trị lớn nhất của phân thức AxBx nếu AxBx≤M với mọithỏa mãn điều kiện

Tồn tại x0 sao cho Ax0Bx0=M.

+ m là giá trị nhỏ nhất của phân thức AxBx nếu AxBx≥m với mọi thỏa mãn điều kiện

Tồn tại x0 sao cho Ax0Bx0=m.

II. Các dạng bài tập

Dạng 1: Tìm x để phân thức nhận giá trị âm, giá trị dương

Phương pháp giải:

Ta có:

Xét phân thức AxBx (B≠0)

*AxBx<0⇔Ax>0Bx<0Ax<0Bx>0

*AxBx>0⇔Ax>0Bx>0Ax<0Bx<0

*AxBx≤0⇔Ax≤0Bx>0Ax≥0Bx<0

*AxBx≥0⇔Ax≤0Bx<0Ax≥0Bx>0

Ví dụ 1: Tìm x để phân thức sau

a) x+3x−1< 0

b) 2x+4x−3≤0

c) −2x+3x+5>0

Lời giải:

a) x+3x−1<0

TH1:x+3<0x−1>0

⇔x<−3x>1 (vô lí)

TH2:x+3>0x−1<0

⇔x>−3x<1⇒−3<x<1

Vậy x+3x−1<0 thì −3<x<1.

b) 2x+4x−3≤0

TH1:2x+4≤0x−3>0

⇔2x≤−4x>3

⇔x≤−2x>3 (vô lí)

TH2:2x+4≥0x−3<0

⇔2x≥−4x<3

⇔x≥−2x<3⇒−2≤x<3

Vậy 2x+4x−3≤0 thì −2≤x<3.

c) −2x+3x+5>0

TH1:−2x+3>0x+5>0

⇔−2x>−3x>−5

⇔x<32x>−5⇒−5<x<32

TH2:−2x+3<0x+5<0

⇔−2x<−3x<−5

⇔x>32x<−5(vô lí)

Vậy −2x+3x+5>0 khi −5<x<32.

Ví dụ 2: Chứng minh

a) P=x2+2x+5x2−4x+6 luôn dương với mọi x∈ℝ.

b) Q=−x2+2x−52x2−20x+60 luôn âm với mọi x∈ℝ.

Lời giải:

a) P=x2+2x+5x2−4x+6

Ta có:

x2+2x+5=x2+2x+1+4=x+12+4≥4>0 ( Vì x+12≥0)   (1)

x2−4x+6=x2−4x+4+2=x−22+2≥2>0 (Vì x−22≥ 0)  (2)

Từ (1) và (2) ta có mẫu thức và tử thức luôn dương nên P luôn dương.

b) Q=−x2+2x−52x2−20x+60

Ta có:

−x2+2x−5=−x2−2x+5=−x2−2x+1+4

=−x−12+4=−x−12−4≤−4<0( vì −x−12≤0)

2x2−20x+60=2x2−10x+30=2x2−10x+25+5

=2x+52+5=2x+52+10≥10>0 (vì x+52≥0).

Vì mẫu thức luôn dương và tử thức luôn âm với mọi x nên Q < 0.

Dạng 2: Tìm x nguyên để phân thức là một số nguyên

Phương pháp giải: Phân thức AxBx

Bước 1: Chia A(x) cho B(x). Khi đó ta được AxBx=Cx+mBx

Với C(x) là đa thức nhận giá trị nguyên khi x nguyên, m là số nguyên

Bước 2: Để AxBx nguyên thì mBx nguyên hay B(x)∈Ư(m)

Bước 3: Tìm các giá trị x thỏa mãn và kết luận

Ví dụ 1: Tìm x nguyên để các phân thức sau đây nguyên

a) A=42x−3

b) B=4x−1x+3

c) C=x2−x+2x−3

Lời giải:

a) Với x≠32

A=42x−3 nguyên khi và chỉ khi 4⋮2x−3 hay 2x−3∈Ư(4) 

Ư(4) = ±1;±2;±4 và x nguyên nên ta có bảng sau:

2x - 3

-4

-2

-1

1

2

4

2x

-1

1

2

4

5

7

x

−1 2 (ktm)

1 2 (ktm)

1 (tm)

2 (tm)

5 2 (ktm)

7 2 (ktm)

Vậy x∈1;2 thì A nguyên.

b) Với x ≠−3

B=4x−1x+3=4x+12−13x+3=4x+3−13x+3=4x+3x+3−13x+3=4−13x+3

Để B nguyên thì 4−13x+3 hay 13x+3 nguyên.

⇒13⋮x+3 hay x+3∈Ư(13)

Ư(13) = ±1;±13

x + 3

-13

-1

1

13

x

-16 (tm)

-4 (tm)

-2 (tm)

10 (tm)

Vậy x∈−16;−4;−2;10 thì B nguyên.

c) C=x2−x+2x−3

=x2−3x+2x−6+8x−3=xx−3+2x−3+8x−3

=xx−3x−3+2x−3x−3+8x−3

=x+2+8x−3 (với x≠3)

Để C nguyên thì x+2+8x−3 nguyên hay 8x−3 nguyên (do x nguyên nên x + 2 cũng nguyên)

8x−3 nguyên khi và chỉ khi 8⋮x−3 hay x−3∈Ư(8)

Ư(8) = ±1;±2;±4;±8

x-3

-8

-4

-2

-1

1

2

4

8

x

-5 (tm)

-1 (tm)

1 (tm)

2 (tm)

4 (tm)

5 (tm)

7 (tm)

11 (tm)

Vậy x∈−5;−1;1;2;4;5;7;11 thì C nguyên.

Ví dụ 2: Cho biểu thức

A=2a2−5a+4+3a2−16:5a2+3a−4 với a≠1;a≠±4

a) Rút gọn A.

b) Tìm a nguyên để A nguyên,

Lời giải:

a) A=2a2−5a+4+3a2−16:5a2+3a−4

⇔A=2a−4a−1+3a−4a+4:5a+4a−1

⇔A=2a+4a−4a−1a+4+3a−1a−4a−1a+4:5a+4a−1

⇔A=2a+8a−4a−1a+4+3a−3a−4a−1a+4:5a+4a−1

⇔A=2a+8+3a−3a−4a−1a+4:5a+4a−1

⇔A=5a+5a−4a−1a+4.a+4a−15

⇔A=5a+1a+4a−15a−4a−1a+4

⇔A=a+1a−4.

b) Ta có: A=a+1a−4=a−4+5a−4=a−4a−4+5a−4=1+5a−4

Để A nguyên thì 5a−4 nguyên hay 5⋮a−4

⇒a−4∈Ư(5)

Ư(5) = ±1;±5

a - 4

-5

-1

1

5

a

-1 (tm)

3 (tm)

5 (tm)

9 (tm)

Vậy để A nguyên thì a∈−1;3;5;9.

Dạng 3: Tìm giá trị của biến để phân thức đạt giá trị cho trước

Phương pháp giải: Giả sử tìm x để phân thức AxBx= m (với m là một giá trị cho trước)

Bước 1: Tìm điều kiện để Bx≠0.

Bước 2: Giải A(x) = m.B(x) để tìm x.

Bước 3: So sánh với điều kiện rồi kết luận.

Ví dụ 1:

a) Cho A = 3x−34x+1. Tìm x để A = 4.

b) Cho B = x2+x+2x−3. Tìm x để B = −45.

Lời giải:

a) Điều kiện: x≠−14

 A = 4 ⇔3x−34x+1=4

⇒3x−3=44x+1

⇔3x−3=16x+4

⇔16x−3x=−3−4

⇔13x=−7

⇔x=−713

Vậy để A = 4 thì x=−713.

b) Điều kiện: x≠3

B = −45⇔x2+x+2x−3=−45

⇒5x2+x+2=−4x−3

⇔5x2+5x+10=−4x+12

⇔5x2+5x+4x+10−12=0

⇔5x2+9x−2=0

⇔5x2+10x−x−2=0

⇔5xx+2−x+2=0

⇔x+25x−1=0

⇒x+2=05x−1=0

⇔x=−2 (tm)x=15 (tm)

Vậy để B =−45 thì x = -2 hoặc x = 15.

Ví dụ 2: Cho biểu thức P=x2+2x2x+12+x−6x+108−6x2xx+6

a) Tìm điều kiện xác định của P.

b) Rút gọn P.

c) Tìm x để P = 32.

d) Tìm x để P = 1.

Lời giải:

a) P có nghĩa ⇔2x+12≠0x≠02xx+6≠0

⇔2x≠−12x≠0x≠0;x≠−6⇔x≠0x≠−6

Vậy để P có nghĩa thì x≠0 và x≠−6.

b) P=x2+2x2x+12+x−6x+108−6x2xx+6

⇔P=x2+2x2x+6+x−6x+108−6x2xx+6

⇔P=xx2+2x2xx+6+x−6.2x+62xx+6+108−6x2xx+6

⇔P=x3+2x22xx+6+2x2−722xx+6+108−6x2xx+6

⇔P=x3+2x2+2x2−72+108−6x2xx+6

⇔P=x3+2x2+2x2−72+108−6x2xx+6

⇔P=x3+4x2−6x+362xx+6

⇔P=x3+216+4x2−6x+36−2162xx+6

⇔P=x3+216+4x2−6x−1802xx+6

⇔P=x+6x2−6x+36+x+64x−302xx+6

⇔P=x+6x2−6x+36+4x−302xx+6

⇔P=x+6x2−6x+36+4x−302xx+6

⇔P=x+6x2−2x+62xx+6

⇔P=x2−2x+62x

c) Để P =32⇒x2−2x+62x=32

⇔2x2−2x+6=2x.3

⇔2x2−4x+12=6x

⇔2x2−4x+12−6x=0

⇔2x2−10x+12=0

⇔2x2−5x+6=0

⇔2x2−2x−3x+6=0

⇔2xx−2−3x−2=0

⇔2x−2x−3=0

⇔x−2=0x−3=0

⇔x=2 (tm)x=3 (tm)

Vậy để P = 32 thì x=2 hoặc x=3.

d) Để P = 1

⇒x2−2x+62x=1

⇔x2−2x+6=2x

⇔x2−2x−2x+6=0

⇔x2−4x+6=0

⇔x2−4x+4+2=0

⇔x−22+2=0 (vô lí)

Ta có: x−22≥0⇒x−22+2≥2>0 với mọi x thỏa mãn điều kiện.

Vậy không tồn tại x để P = 1.

Dạng 4: Tìm x để phân thức đạt giá trị lớn nhất nhỏ nhất.

Phương pháp giải:

Cho phân thức AxBx (B(x)≠0)

Bước 1: Đánh giá giá trị lớn nhất nhỏ nhất của A(x) và B(x)

Bước 2: Đánh giá gá trị lớn nhất nhỏ nhất của AxBx.

Chú ý : Nếu a,b≠0; a, b cùng dấu thì a≥b⇔1a≤1b

Ví dụ:

a) Tìm giá trị lớn nhất của phân thức sau:

A=2x2−8x+15x2−4x+6

b) Tìm giá trị nhỏ nhất của phân thức sau:

B=−5x2+8x+20

c) Tìm giá trị nhỏ nhất của phân thức sau:

C=2x+1x2+2

Lời giải:

a) Ta có:

x2−4x+6=x2−4x+4+2=x−22+2

Vì x−22≥0 với mọi x nên x−22+2≥2

Phân thức xác định với mọi x

A=2x2−8x+15x2−4x+6

⇔A=2x2−4x+6+3x2−4x+6

⇔A=2x2−4x+6x2−4x+6+3x2−4x+6

⇔A=2+3x2−4x+6

⇔A=2+3x2−4x+4+2

⇔A=2+3x−22+2

Ta có:

x−22≥0

⇔x−22+2≥2

⇒1x−22+2≤12

⇔3x−22+2≤32

⇒A=2+3x−22+2≤2+32=72

Dấu “=” xảy ra khi x – 2 = 0⇒x = 2

Vậy Amax = 72 khi x = 2.

b) x2+8x+20=x2+8x+16+4=x+42+4

Vì x+42≥0 nên x+42+4≥4

Phân thức xác định với mọi x

B=−5x2+8x+20=−5x2+2.x.4+16+4=−5x+42+4

Ta có:

x+42≥0

⇒x+42+4≥4

⇒1x+42+4≤14

⇒−5x+42+4≥−54

⇔B≥−54

Dấu “=” xảy ra khi x+4=0⇔x=−4

Vậy Bmin =−54 khi x = -4.

c) Vì x2≥0 nên x2+2≥2

Phân thức xác định với mọi x

C=2x+1x2+2=4x+22x2+2=x2+4x+4−x2+22x2+2

=x+222x2+2−x2+22x2+2=x+222x2+2−12

Vì x2≥0⇒x2+2>0

x+22≥0

⇒x+222x2+2≥0

⇒C=x+222x2+2−12≥0−12

⇒C≥−12

Dấu “=” xảy ra khi x + 2 = 0⇒x = -2

Vậy Cmin =−12 khi x = -2.

III. Bài tập vận dụng

Bài 1: Tìm x để các phân thức sau thỏa mãn:

a) A=x+2x2+1. Tìm x để A > 0

b) B=x2+2x+1x+3. Tìm x để B≤0

c) C=2x2+7x+6x2−4x+6. Tìm x để C < 0

d) D=x2+3x+2x2+5. Tìm x để D≥0.

Bài 2: Tìm x nguyên để các biểu thức sau đây nguyên

a) 2x+5 với x≠−5

b) 3x2−2x+13x+1 với x≠−13

c) 2x3−4x2+11x−7x−4 với x≠4

d) 5x−10x2−3x+2 với x≠2;x≠1.

Bài 3: Cho phân thức Q=x2+10x+25x+5

a) Tìm điều kiện xác định của Q

b) Tìm x khi Q = 1.

Bài 4: Cho phân thức A=x2−x+2x−5

Tìm x để A < 0.

Bài 5: Cho biểu thức A=x+2x−1.x3x+1+2−8x+7x2−1

a) Tìm điều kiện xác định của A.

b) Chứng minh rằng A luôn dương với mọi x thỏa mãn điều kiện.

Bài 6: Tìm x nguyên để phân thức N=x2−xx−3 nhận giá trị nguyên.

Bài 7: Chứng minh rằng: M=3xx−3−x2+3x2x+33x+9x2−3x−3xx2−9>0

Với x≠0;x≠±3;x≠−32.

Bài 8: Tìm giá trị lớn nhất của phân thức H=3x2−2x+3x2+1.

Bài 9: Tìm giá trị nhỏ nhất của phân thức M=−6x2+x+1.

Bài 10: Cho biểu thức Q=x+22x.1−x2x+2−x2+10x+4x với x≠0;x≠−2

Tìm giá trị lớn nhất của Q.

(199k) Xem Khóa học Toán 8

Xem thêm các dạng bài tập Toán lớp 9 chọn lọc, có đáp án hay khác:

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Toán lớp 8 hay khác:

Loạt bài Lý thuyết & 700 Bài tập Toán lớp 8 có lời giải chi tiết có đầy đủ Lý thuyết và các dạng bài có lời giải chi tiết được biên soạn bám sát nội dung chương trình sgk Đại số 8 và Hình học 8.




Giải bài tập lớp 8 sách mới các môn học