Câu 3:
Để các biểu thức luôn dương với mọi , ta cần kiểm tra điều kiện của các hệ số trong mỗi biểu thức.
a.
Biểu thức là một đa thức bậc hai. Để biểu thức này luôn dương với mọi , ta cần:
- Hệ số của phải dương, tức là (điều này luôn đúng).
- Đạo hàm của biểu thức phải luôn dương hoặc luôn âm, và giá trị cực tiểu của biểu thức phải lớn hơn 0.
Ta tính giá trị cực tiểu của biểu thức:
Đạo hàm của :
Đặt :
Giá trị cực tiểu của tại :
Để biểu thức luôn dương:
b.
Biểu thức là một đa thức bậc hai. Để biểu thức này luôn dương với mọi , ta cần:
- Hệ số của phải dương, tức là .
- Đạo hàm của biểu thức phải luôn dương hoặc luôn âm, và giá trị cực tiểu của biểu thức phải lớn hơn 0.
Ta tính giá trị cực tiểu của biểu thức:
Đạo hàm của :
Đặt :
Giá trị cực tiểu của tại :
Để biểu thức luôn dương:
Tuy nhiên, vì nên không có giá trị nào thỏa mãn cả hai điều kiện này. Vậy không có giá trị nào làm cho biểu thức luôn dương với mọi .
c.
Biểu thức là một đa thức bậc hai. Để biểu thức này luôn dương với mọi , ta cần:
- Hệ số của phải dương, tức là .
- Đạo hàm của biểu thức phải luôn dương hoặc luôn âm, và giá trị cực tiểu của biểu thức phải lớn hơn 0.
Ta tính giá trị cực tiểu của biểu thức:
Đạo hàm của :
Đặt :
Giá trị cực tiểu của tại :
Để biểu thức luôn dương:
Phân tích dấu của biểu thức:
-
-
Vậy .
Kết luận:
a.
b. Không có giá trị nào.
c.
Câu 4:
Để các biểu thức luôn âm với mọi , ta cần kiểm tra điều kiện của các hệ số trong mỗi biểu thức.
a. Biểu thức
Biểu thức này có dạng với , , và .
Để biểu thức luôn âm, ta cần:
1. Hệ số (điều kiện đã thỏa mãn vì ).
2. (để biểu thức không có nghiệm thực và luôn âm).
Tính :
Yêu cầu :
Vậy, biểu thức luôn âm với mọi khi .
b. Biểu thức
Biểu thức này có dạng với , , và .
Để biểu thức luôn âm, ta cần:
1. Hệ số (điều kiện này yêu cầu , tức là ).
2. (để biểu thức không có nghiệm thực và luôn âm).
Tính :
Yêu cầu :
Vậy, biểu thức luôn âm với mọi khi .
Kết luận:
a. Biểu thức luôn âm với mọi khi .
b. Biểu thức luôn âm với mọi khi .
Câu 5:
Để hàm số có tập xác định là , ta cần điều kiện là biểu thức dưới dấu căn lớn hơn hoặc bằng 0 với mọi giá trị của .
Biểu thức dưới dấu căn là . Ta cần tìm điều kiện của sao cho với mọi .
Để một tam thức bậc hai luôn lớn hơn hoặc bằng 0 với mọi , điều kiện cần và đủ là:
1. Hệ số .
2. Đạo hàm của tam thức này tại đỉnh phải lớn hơn hoặc bằng 0.
Trong trường hợp này, hệ số , nên ta chỉ cần kiểm tra điều kiện thứ hai.
Ta tính delta của tam thức :
Để tam thức luôn lớn hơn hoặc bằng 0 với mọi , ta cần :
Vậy, để hàm số có tập xác định là , giá trị của phải thỏa mãn:
Câu 6:
Để hàm số có tập xác định là , ta cần điều kiện là mẫu số của hàm số luôn dương với mọi giá trị của .
Mẫu số của hàm số là . Để mẫu số luôn dương, biểu thức dưới dấu căn phải luôn dương với mọi giá trị của . Do đó, ta cần:
Biểu thức là một tam thức bậc hai theo . Để tam thức này luôn dương với mọi giá trị của , ta cần:
1. Hệ số của phải dương (điều này đã thoả mãn vì hệ số của là 1).
2. Đạo hàm của tam thức phải luôn dương hoặc luôn âm, tức là tam thức không có nghiệm thực.
Ta tính delta của tam thức:
Để tam thức luôn dương, ta cần:
Vậy, các giá trị của để hàm số có tập xác định là là:
Đáp số: .
Câu 7:
Để chứng minh phương trình luôn có nghiệm với mọi giá trị của , ta sẽ kiểm tra tính chất của phương trình này dựa trên các trường hợp của .
Trước tiên, ta xét phương trình dưới dạng tổng quát:
Trong đó:
Phương trình bậc hai luôn có nghiệm nếu và chỉ nếu . Ta sẽ tính :
Ta thực hiện phép nhân và trừ:
Do đó:
Bây giờ, ta cần kiểm tra xem có luôn lớn hơn hoặc bằng 0 với mọi giá trị của hay không. Ta sẽ tìm giá trị nhỏ nhất của bằng cách sử dụng phương pháp hoàn chỉnh bình phương:
Hoàn chỉnh bình phương:
Do đó:
Như vậy:
Vì với mọi giá trị của , nên:
Do đó:
Vậy luôn lớn hơn 0 với mọi giá trị của , suy ra phương trình luôn có nghiệm với mọi giá trị của .
Câu 8:
Để chứng minh phương trình luôn vô nghiệm với mọi giá trị của , ta sẽ kiểm tra tính chất của phương trình này thông qua hệ số và tiêu chuẩn của phương trình bậc hai.
Phương trình bậc hai có nghiệm khi và chỉ khi . Ta sẽ tính của phương trình đã cho.
Trong phương trình :
-
-
-
Ta tính :
Do đó:
Ta cần kiểm tra xem biểu thức có thể lớn hơn hoặc bằng 0 hay không. Ta sẽ hoàn thành bình phương để dễ dàng hơn:
Ta thấy rằng:
Vì với mọi , nên:
Do đó:
Như vậy, với mọi giá trị của . Điều này chứng tỏ phương trình luôn vô nghiệm với mọi giá trị của .
Đáp số: Phương trình luôn vô nghiệm với mọi giá trị của .
Câu 9:
Để tìm các nghiệm nguyên của bất phương trình , chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xét điều kiện xác định (ĐKXĐ)
Phân thức có mẫu số là . Ta cần kiểm tra xem mẫu số này có thể bằng 0 hay không:
Ta tính của phương trình bậc hai này:
Vì , phương trình vô nghiệm. Do đó, mẫu số luôn dương và không bằng 0 với mọi giá trị của .
Bước 2: Giải bất phương trình
Bất phương trình này tương đương với:
Ta giải phương trình bậc hai :
Do đó, khi hoặc .
Bước 3: Giải bất phương trình
Bất phương trình này tương đương với:
Ta giải phương trình bậc hai :
Do đó, khi .
Bước 4: Kết hợp các điều kiện
Chúng ta cần tìm các giá trị thỏa mãn cả hai điều kiện:
Ta thấy rằng và . Do đó, các giá trị thỏa mãn là:
Bước 5: Tìm các nghiệm nguyên
Các giá trị nguyên trong khoảng là .
Đáp số
Các nghiệm nguyên của bất phương trình là:
Câu 10:
Để hệ bất phương trình có nghiệm, ta cần tìm điều kiện của sao cho cả hai bất phương trình đều có nghiệm chung.
Bước 1: Giải bất phương trình .
Phương trình có các nghiệm:
Do đó, bất phương trình có nghiệm trong khoảng:
Bước 2: Giải bất phương trình .
Phương trình có các nghiệm:
Do đó, bất phương trình có nghiệm trong khoảng:
Bước 3: Để hệ bất phương trình có nghiệm, khoảng nghiệm của bất phương trình thứ hai phải giao với khoảng nghiệm của bất phương trình thứ nhất.
Do đó, ta cần:
Từ :
Từ :
Kết hợp các điều kiện, ta có:
Vậy, giá trị của để hệ bất phương trình có nghiệm là: