Câu 17.4.
Điều kiện xác định: \( x > 0 \) và \( x \neq 1 \).
Ta có:
\[ A = \left( \frac{1}{\sqrt{x} + 1} - \frac{1}{x + \sqrt{x}} \right) : \frac{\sqrt{x} - 1}{x + 2\sqrt{x} + 1} \]
Chúng ta sẽ thực hiện phép trừ trong ngoặc trước:
\[ \frac{1}{\sqrt{x} + 1} - \frac{1}{x + \sqrt{x}} = \frac{(x + \sqrt{x}) - (\sqrt{x} + 1)}{(\sqrt{x} + 1)(x + \sqrt{x})} = \frac{x + \sqrt{x} - \sqrt{x} - 1}{(\sqrt{x} + 1)(x + \sqrt{x})} = \frac{x - 1}{(\sqrt{x} + 1)(x + \sqrt{x})} \]
Tiếp theo, chúng ta sẽ chia biểu thức này cho \(\frac{\sqrt{x} - 1}{x + 2\sqrt{x} + 1}\):
\[ A = \frac{x - 1}{(\sqrt{x} + 1)(x + \sqrt{x})} \times \frac{x + 2\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} - 1} \]
Chúng ta nhận thấy rằng \(x + 2\sqrt{x} + 1\) có thể viết lại thành \((\sqrt{x} + 1)^2\):
\[ A = \frac{x - 1}{(\sqrt{x} + 1)(x + \sqrt{x})} \times \frac{(\sqrt{x} + 1)^2}{\sqrt{x} - 1} \]
Chúng ta có thể giản ước \((\sqrt{x} + 1)\) ở tử và mẫu:
\[ A = \frac{x - 1}{x + \sqrt{x}} \times \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} - 1} \]
Chúng ta nhận thấy rằng \(x - 1\) có thể viết lại thành \((\sqrt{x} + 1)(\sqrt{x} - 1)\):
\[ A = \frac{(\sqrt{x} + 1)(\sqrt{x} - 1)}{x + \sqrt{x}} \times \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} - 1} \]
Chúng ta có thể giản ước \((\sqrt{x} - 1)\) ở tử và mẫu:
\[ A = \frac{\sqrt{x} + 1}{x + \sqrt{x}} \times (\sqrt{x} + 1) \]
Chúng ta nhận thấy rằng \(x + \sqrt{x}\) có thể viết lại thành \(\sqrt{x}(\sqrt{x} + 1)\):
\[ A = \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}(\sqrt{x} + 1)} \times (\sqrt{x} + 1) \]
Chúng ta có thể giản ước \((\sqrt{x} + 1)\) ở tử và mẫu:
\[ A = \frac{1}{\sqrt{x}} \times (\sqrt{x} + 1) \]
\[ A = \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}} \]
\[ A = 1 + \frac{1}{\sqrt{x}} \]
Theo đề bài, giá trị của biểu thức \(A\) bằng 3:
\[ 1 + \frac{1}{\sqrt{x}} = 3 \]
\[ \frac{1}{\sqrt{x}} = 2 \]
\[ \sqrt{x} = \frac{1}{2} \]
\[ x = \left( \frac{1}{2} \right)^2 \]
\[ x = \frac{1}{4} \]
Vậy giá trị của \(x\) để giá trị của biểu thức \(A\) bằng 3 là \(x = \frac{1}{4}\).
Câu 17.5.
Diện tích sân chơi là:
\[ a \times (a + 8) \text{ (m}^2\text{)} \]
Diện tích sân đã lát đá là:
\[ 1000 \times 0.8 \times 0.8 = 640 \text{ (m}^2\text{)} \]
Diện tích sân trồng cỏ là:
\[ \frac{4480000}{35000} = 128 \text{ (m}^2\text{)} \]
Diện tích sân chưa lát đá và chưa trồng cỏ là:
\[ a \times (a + 8) - 640 - 128 = a \times (a + 8) - 768 \]
Ta có phương trình:
\[ a \times (a + 8) - 768 = 0 \]
\[ a^2 + 8a - 768 = 0 \]
Giải phương trình bậc hai này:
\[ a = \frac{-8 \pm \sqrt{8^2 + 4 \times 768}}{2} \]
\[ a = \frac{-8 \pm \sqrt{64 + 3072}}{2} \]
\[ a = \frac{-8 \pm \sqrt{3136}}{2} \]
\[ a = \frac{-8 \pm 56}{2} \]
Có hai nghiệm:
\[ a = \frac{48}{2} = 24 \]
\[ a = \frac{-64}{2} = -32 \] (loại vì \(a > 0\))
Vậy \(a = 24\).
Đáp số: \(a = 24\)
Câu 17.6.
Điều kiện xác định: \( x \geq 0, x \neq 1 \).
Biểu thức \( B \) được viết lại như sau:
\[ B = \left( \frac{x - \sqrt{x}}{\sqrt{x} - 1} + \frac{x + 2\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} + 1} \right) : \frac{1}{2\sqrt{x} - 1} \]
Chúng ta sẽ thực hiện phép chia trước:
\[ B = \left( \frac{x - \sqrt{x}}{\sqrt{x} - 1} + \frac{x + 2\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} + 1} \right) \times (2\sqrt{x} - 1) \]
Tiếp theo, chúng ta sẽ rút gọn từng phân thức trong ngoặc:
\[ \frac{x - \sqrt{x}}{\sqrt{x} - 1} = \frac{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 1)}{\sqrt{x} - 1} = \sqrt{x} \]
\[ \frac{x + 2\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} + 1} = \frac{(\sqrt{x} + 1)^2}{\sqrt{x} + 1} = \sqrt{x} + 1 \]
Do đó, biểu thức \( B \) trở thành:
\[ B = (\sqrt{x} + \sqrt{x} + 1) \times (2\sqrt{x} - 1) \]
\[ B = (2\sqrt{x} + 1) \times (2\sqrt{x} - 1) \]
Áp dụng hằng đẳng thức \( (a+b)(a-b) = a^2 - b^2 \):
\[ B = (2\sqrt{x})^2 - 1^2 \]
\[ B = 4x - 1 \]
Theo đề bài, giá trị của biểu thức \( B \) bằng 9:
\[ 4x - 1 = 9 \]
\[ 4x = 10 \]
\[ x = \frac{10}{4} \]
\[ x = \frac{5}{2} \]
Vậy giá trị của \( x \) để giá trị của biểu thức \( B \) bằng 9 là:
\[ x = \frac{5}{2} \]
Câu 17.7.
Điều kiện xác định: \( x > 0, x \neq 1 \).
Ta có:
\[ B = \frac{1}{x + \sqrt{x}} - \frac{1}{x - \sqrt{x}} + \frac{2\sqrt{x}}{x - 1} \]
Rút gọn từng phân thức:
\[ \frac{1}{x + \sqrt{x}} = \frac{1}{\sqrt{x}(\sqrt{x} + 1)} \]
\[ \frac{1}{x - \sqrt{x}} = \frac{1}{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 1)} \]
Nhân cả tử và mẫu của mỗi phân thức với \((\sqrt{x} - 1)\) và \((\sqrt{x} + 1)\) tương ứng để quy đồng:
\[ \frac{1}{\sqrt{x}(\sqrt{x} + 1)} = \frac{\sqrt{x} - 1}{\sqrt{x}(\sqrt{x} + 1)(\sqrt{x} - 1)} = \frac{\sqrt{x} - 1}{x - 1} \]
\[ \frac{1}{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 1)} = \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 1)(\sqrt{x} + 1)} = \frac{\sqrt{x} + 1}{x - 1} \]
Do đó:
\[ B = \frac{\sqrt{x} - 1}{x - 1} - \frac{\sqrt{x} + 1}{x - 1} + \frac{2\sqrt{x}}{x - 1} \]
Quy đồng mẫu số:
\[ B = \frac{(\sqrt{x} - 1) - (\sqrt{x} + 1) + 2\sqrt{x}}{x - 1} \]
\[ B = \frac{\sqrt{x} - 1 - \sqrt{x} - 1 + 2\sqrt{x}}{x - 1} \]
\[ B = \frac{2\sqrt{x} - 2}{x - 1} \]
\[ B = \frac{2(\sqrt{x} - 1)}{x - 1} \]
Thay \( x = 6 + 2\sqrt{5} \):
\[ \sqrt{x} = \sqrt{6 + 2\sqrt{5}} \]
Ta nhận thấy \( 6 + 2\sqrt{5} = (\sqrt{5} + 1)^2 \), do đó:
\[ \sqrt{x} = \sqrt{5} + 1 \]
Thay vào biểu thức:
\[ B = \frac{2((\sqrt{5} + 1) - 1)}{(6 + 2\sqrt{5}) - 1} \]
\[ B = \frac{2\sqrt{5}}{5 + 2\sqrt{5}} \]
Rationalize mẫu số:
\[ B = \frac{2\sqrt{5} \cdot (5 - 2\sqrt{5})}{(5 + 2\sqrt{5})(5 - 2\sqrt{5})} \]
\[ B = \frac{2\sqrt{5} \cdot (5 - 2\sqrt{5})}{25 - 20} \]
\[ B = \frac{2\sqrt{5} \cdot (5 - 2\sqrt{5})}{5} \]
\[ B = \frac{2\sqrt{5} \cdot 5 - 2\sqrt{5} \cdot 2\sqrt{5}}{5} \]
\[ B = \frac{10\sqrt{5} - 20}{5} \]
\[ B = 2\sqrt{5} - 4 \]
Kết quả làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai:
\[ 2\sqrt{5} \approx 2 \times 2.236 = 4.472 \]
\[ B \approx 4.472 - 4 = 0.472 \]
Vậy giá trị của biểu thức \( B \) tại \( x = 6 + 2\sqrt{5} \) là khoảng 0.47.
Câu 17.8.
Điều kiện xác định: \( x \geq 0, x \neq 4 \).
Biến đổi biểu thức \( P \):
\[
P = \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} - 2} - \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} + 2} - \frac{8}{x - 4}
\]
Tìm chung mẫu số:
\[
P = \frac{\sqrt{x} (\sqrt{x} + 2) - \sqrt{x} (\sqrt{x} - 2) - 8}{(\sqrt{x} - 2)(\sqrt{x} + 2)}
\]
Rút gọn:
\[
P = \frac{x + 2\sqrt{x} - x + 2\sqrt{x} - 8}{x - 4} = \frac{4\sqrt{x} - 8}{x - 4}
\]
Phân tích biểu thức:
\[
P = \frac{4(\sqrt{x} - 2)}{(\sqrt{x} - 2)(\sqrt{x} + 2)} = \frac{4}{\sqrt{x} + 2}
\]
Yêu cầu \( P \geq 1 \):
\[
\frac{4}{\sqrt{x} + 2} \geq 1
\]
Nhân cả hai vế với \( \sqrt{x} + 2 \) (vì \( \sqrt{x} + 2 > 0 \)):
\[
4 \geq \sqrt{x} + 2
\]
\[
2 \geq \sqrt{x}
\]
\[
4 \geq x
\]
Do đó, \( x \leq 4 \). Kết hợp với điều kiện ban đầu \( x \geq 0 \) và \( x \neq 4 \), ta có:
\[
0 \leq x < 4
\]
Các giá trị nguyên của \( x \) thỏa mãn là: \( x = 0, 1, 2, 3 \).
Vậy có tất cả 4 giá trị nguyên của \( x \) để \( P \geq 1 \).
Câu 17.9.
Điều kiện xác định: \( x \geq 0 \) và \( x \neq 4 \).
Biểu thức \( P \) được viết lại như sau:
\[ P = \left( \frac{1}{\sqrt{x} + 2} + \frac{1}{\sqrt{x} - 2} \right) \cdot \frac{\sqrt{x} - 2}{\sqrt{x}} \]
Tìm chung mẫu số của các phân thức trong ngoặc:
\[ \frac{1}{\sqrt{x} + 2} + \frac{1}{\sqrt{x} - 2} = \frac{(\sqrt{x} - 2) + (\sqrt{x} + 2)}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2)} = \frac{2\sqrt{x}}{x - 4} \]
Thay vào biểu thức \( P \):
\[ P = \frac{2\sqrt{x}}{x - 4} \cdot \frac{\sqrt{x} - 2}{\sqrt{x}} = \frac{2(\sqrt{x} - 2)}{x - 4} \]
Rút gọn biểu thức:
\[ P = \frac{2(\sqrt{x} - 2)}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2)} = \frac{2}{\sqrt{x} + 2} \]
Ta cần tìm giá trị của \( x \) sao cho \( \frac{7P}{3} \) là số nguyên:
\[ \frac{7P}{3} = \frac{7 \cdot \frac{2}{\sqrt{x} + 2}}{3} = \frac{14}{3(\sqrt{x} + 2)} \]
Để \( \frac{14}{3(\sqrt{x} + 2)} \) là số nguyên, \( 3(\sqrt{x} + 2) \) phải là ước của 14. Các ước của 14 là: 1, 2, 7, 14.
Xét từng trường hợp:
1. \( 3(\sqrt{x} + 2) = 1 \)
\[ \sqrt{x} + 2 = \frac{1}{3} \]
\[ \sqrt{x} = \frac{1}{3} - 2 = -\frac{5}{3} \] (không thỏa mãn vì \( \sqrt{x} \geq 0 \))
2. \( 3(\sqrt{x} + 2) = 2 \)
\[ \sqrt{x} + 2 = \frac{2}{3} \]
\[ \sqrt{x} = \frac{2}{3} - 2 = -\frac{4}{3} \] (không thỏa mãn vì \( \sqrt{x} \geq 0 \))
3. \( 3(\sqrt{x} + 2) = 7 \)
\[ \sqrt{x} + 2 = \frac{7}{3} \]
\[ \sqrt{x} = \frac{7}{3} - 2 = \frac{1}{3} \]
\[ x = \left( \frac{1}{3} \right)^2 = \frac{1}{9} \]
4. \( 3(\sqrt{x} + 2) = 14 \)
\[ \sqrt{x} + 2 = \frac{14}{3} \]
\[ \sqrt{x} = \frac{14}{3} - 2 = \frac{8}{3} \]
\[ x = \left( \frac{8}{3} \right)^2 = \frac{64}{9} \]
Vậy có 2 giá trị của \( x \) thỏa mãn: \( x = \frac{1}{9} \) và \( x = \frac{64}{9} \).
Đáp số: 2 giá trị của \( x \).
Câu 17.10.
Gọi giá tiền ban đầu của mỗi quyển vở là x (nghìn đồng, điều kiện: x > 0)
Số tiền mỗi quyển vở sau khi giảm giá là: x - 3
Số lượng vở dự định mua là: $\frac{300}{x}$ (quyển)
Số lượng vở thực tế mua được là: $\frac{300}{x-3}$ (quyển)
Theo đề bài ta có:
$\frac{300}{x-3} = \frac{300}{x} \times 1,25$
$\frac{300}{x-3} = \frac{300}{x} \times \frac{5}{4}$
$\frac{1}{x-3} = \frac{1}{x} \times \frac{5}{4}$
$\frac{1}{x-3} = \frac{5}{4x}$
4x = 5(x - 3)
4x = 5x - 15
x = 15
Đáp số: 15 (nghìn đồng)
Câu 17.11.
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Rút gọn biểu thức \(A\) và \(B\).
2. Thay vào phương trình \(A = 2B\) và giải phương trình này để tìm giá trị của \(x\).
Bước 1: Rút gọn biểu thức \(A\) và \(B\)
Rút gọn biểu thức \(A\):
\[
A = \sqrt{7 - 4\sqrt{3}} + \sqrt{12 + 6\sqrt{3}}
\]
Ta nhận thấy rằng:
\[
7 - 4\sqrt{3} = (\sqrt{3} - 2)^2 \quad \text{và} \quad 12 + 6\sqrt{3} = (3 + \sqrt{3})^2
\]
Do đó:
\[
A = \sqrt{(\sqrt{3} - 2)^2} + \sqrt{(3 + \sqrt{3})^2} = |\sqrt{3} - 2| + |3 + \sqrt{3}| = 2 - \sqrt{3} + 3 + \sqrt{3} = 5
\]
Rút gọn biểu thức \(B\):
\[
B = \left(1 + \frac{1}{\sqrt{x}}\right) \left(\frac{1}{\sqrt{x} + 1} + \frac{1}{\sqrt{x} - 1} - \frac{2}{x - 1}\right)
\]
Chúng ta sẽ rút gọn từng phần trong ngoặc đơn:
\[
\frac{1}{\sqrt{x} + 1} + \frac{1}{\sqrt{x} - 1} = \frac{(\sqrt{x} - 1) + (\sqrt{x} + 1)}{(\sqrt{x} + 1)(\sqrt{x} - 1)} = \frac{2\sqrt{x}}{x - 1}
\]
Do đó:
\[
B = \left(1 + \frac{1}{\sqrt{x}}\right) \left(\frac{2\sqrt{x}}{x - 1} - \frac{2}{x - 1}\right) = \left(1 + \frac{1}{\sqrt{x}}\right) \left(\frac{2\sqrt{x} - 2}{x - 1}\right)
\]
\[
B = \left(1 + \frac{1}{\sqrt{x}}\right) \left(\frac{2(\sqrt{x} - 1)}{x - 1}\right) = \left(1 + \frac{1}{\sqrt{x}}\right) \left(\frac{2(\sqrt{x} - 1)}{(\sqrt{x} + 1)(\sqrt{x} - 1)}\right)
\]
\[
B = \left(1 + \frac{1}{\sqrt{x}}\right) \left(\frac{2}{\sqrt{x} + 1}\right) = \frac{2(1 + \frac{1}{\sqrt{x}})}{\sqrt{x} + 1} = \frac{2(\sqrt{x} + 1)}{\sqrt{x}(\sqrt{x} + 1)} = \frac{2}{\sqrt{x}}
\]
Bước 2: Thay vào phương trình \(A = 2B\) và giải phương trình này để tìm giá trị của \(x\)
Ta có:
\[
A = 5 \quad \text{và} \quad B = \frac{2}{\sqrt{x}}
\]
Thay vào phương trình \(A = 2B\):
\[
5 = 2 \cdot \frac{2}{\sqrt{x}}
\]
\[
5 = \frac{4}{\sqrt{x}}
\]
\[
5\sqrt{x} = 4
\]
\[
\sqrt{x} = \frac{4}{5}
\]
\[
x = \left(\frac{4}{5}\right)^2 = \frac{16}{25}
\]
Vậy giá trị của \(x\) là:
\[
x = \frac{16}{25}
\]
Câu 17.12.
Điều kiện xác định: \( x > 0 \) và \( x \neq 1 \).
Ta có:
\[ P = \left( \frac{1-\sqrt{x}}{1+\sqrt{x}} - \frac{1+\sqrt{x}}{1-\sqrt{x}} \right) : \frac{1}{x\sqrt{x}(1-x)} \]
Tính hiệu của hai phân thức:
\[ \frac{1-\sqrt{x}}{1+\sqrt{x}} - \frac{1+\sqrt{x}}{1-\sqrt{x}} = \frac{(1-\sqrt{x})^2 - (1+\sqrt{x})^2}{(1+\sqrt{x})(1-\sqrt{x})} \]
\[ = \frac{1 - 2\sqrt{x} + x - (1 + 2\sqrt{x} + x)}{1 - x} \]
\[ = \frac{1 - 2\sqrt{x} + x - 1 - 2\sqrt{x} - x}{1 - x} \]
\[ = \frac{-4\sqrt{x}}{1 - x} \]
Do đó:
\[ P = \frac{-4\sqrt{x}}{1 - x} : \frac{1}{x\sqrt{x}(1-x)} \]
\[ = \frac{-4\sqrt{x}}{1 - x} \times x\sqrt{x}(1 - x) \]
\[ = -4x \]
Giá trị của biểu thức \( P \) là \( -4x \).
Để giá trị của biểu thức \( P \) bằng 0, ta có:
\[ -4x = 0 \]
\[ x = 0 \]
Tuy nhiên, theo điều kiện xác định \( x > 0 \) và \( x \neq 1 \), nên không có giá trị nào của \( x \) thỏa mãn điều kiện này.
Vậy không có giá trị của \( x \) để giá trị của biểu thức \( P \) bằng 0.
Câu 17.13.
Điều kiện xác định: \( x > 0 \) và \( x \neq 4 \).
Trước tiên, ta sẽ tính giá trị của biểu thức \( A \):
\[ A = \sqrt{(\sqrt{5} - 1)^2} - \frac{4}{\sqrt{5} - 1} \]
Ta biết rằng:
\[ \sqrt{(\sqrt{5} - 1)^2} = |\sqrt{5} - 1| \]
Vì \( \sqrt{5} > 1 \), nên:
\[ |\sqrt{5} - 1| = \sqrt{5} - 1 \]
Do đó:
\[ A = \sqrt{5} - 1 - \frac{4}{\sqrt{5} - 1} \]
Rationalize mẫu số của phân số:
\[ \frac{4}{\sqrt{5} - 1} = \frac{4(\sqrt{5} + 1)}{(\sqrt{5} - 1)(\sqrt{5} + 1)} = \frac{4(\sqrt{5} + 1)}{5 - 1} = \frac{4(\sqrt{5} + 1)}{4} = \sqrt{5} + 1 \]
Vậy:
\[ A = \sqrt{5} - 1 - (\sqrt{5} + 1) = \sqrt{5} - 1 - \sqrt{5} - 1 = -2 \]
Tiếp theo, ta tính giá trị của biểu thức \( B \):
\[ B = \left( \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} + 2} + \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} - 2} \right) : \frac{3\sqrt{x}}{x - 4} \]
Tìm chung mẫu số của hai phân số trong ngoặc:
\[ \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} + 2} + \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} - 2} = \frac{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 2) + \sqrt{x}(\sqrt{x} + 2)}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2)} = \frac{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 2 + \sqrt{x} + 2)}{x - 4} = \frac{\sqrt{x}(2\sqrt{x})}{x - 4} = \frac{2x}{x - 4} \]
Do đó:
\[ B = \frac{2x}{x - 4} : \frac{3\sqrt{x}}{x - 4} = \frac{2x}{x - 4} \cdot \frac{x - 4}{3\sqrt{x}} = \frac{2x}{3\sqrt{x}} = \frac{2\sqrt{x}}{3} \]
Ta cần tìm giá trị \( x \) nguyên lớn nhất sao cho \( A + B < 0 \):
\[ -2 + \frac{2\sqrt{x}}{3} < 0 \]
\[ \frac{2\sqrt{x}}{3} < 2 \]
\[ 2\sqrt{x} < 6 \]
\[ \sqrt{x} < 3 \]
\[ x < 9 \]
Vì \( x \) là số nguyên lớn nhất thỏa mãn điều kiện trên và \( x > 0 \), \( x \neq 4 \), nên giá trị lớn nhất của \( x \) là 8.
Đáp số: \( x = 8 \)