Câu 17:
a) Nhân cả hai vế với 12 để loại bỏ mẫu số:
\[ 12 \cdot \frac{5x-2}{2} < 12 \cdot \left(\frac{1+5x}{4} + \frac{5(3-x)}{6}\right) \]
\[ 6(5x-2) < 3(1+5x) + 2 \cdot 5(3-x) \]
\[ 30x - 12 < 3 + 15x + 30 - 10x \]
\[ 30x - 12 < 33 + 5x \]
\[ 25x < 45 \]
\[ x < \frac{9}{5} \]
b) Nhân cả hai vế với 20 để loại bỏ mẫu số:
\[ 20 \cdot \left(\frac{2x-1}{5} - \frac{x-5}{4}\right) \leq 20 \cdot \left(\frac{x}{20} + 1\right) \]
\[ 4(2x-1) - 5(x-5) \leq x + 20 \]
\[ 8x - 4 - 5x + 25 \leq x + 20 \]
\[ 3x + 21 \leq x + 20 \]
\[ 2x \leq -1 \]
\[ x \leq -\frac{1}{2} \]
Câu 18:
a) Nhân cả hai vế với 60 để loại bỏ mẫu số:
\[ 15(2x - 3) - 20(x + 1) > 30 - 12(3 - x) \]
\[ 30x - 45 - 20x - 20 > 30 - 36 + 12x \]
\[ 10x - 65 > -6 + 12x \]
\[ -65 + 6 > 12x - 10x \]
\[ -59 > 2x \]
\[ x < -\frac{59}{2} \]
b) Nhân cả hai vế với 6 để loại bỏ mẫu số:
\[ 2(2x + 1) - 6x + 6 \leq 3 - 5x - 12x - 3 \]
\[ 4x + 2 - 6x + 6 \leq 3 - 5x - 12x - 3 \]
\[ -2x + 8 \leq -17x \]
\[ 8 \leq -15x \]
\[ x \geq -\frac{8}{15} \]
Câu 19:
a) $(x-3)(x+3)< 0$
Ta có:
$(x-3)(x+3)=0$
$\Leftrightarrow x=3$ hoặc $x=-3$
Ta có bảng xét dấu sau:
\begin{array}{|c|ccccc|}
\hline
& (-\infty, -3) & (-3, 3) & (3, \infty) \\
\hline
x+3 & - & + & + \\
\hline
x-3 & - & - & + \\
\hline
(x-3)(x+3) & + & - & + \\
\hline
\end{array}
Từ bảng xét dấu ta thấy $(x-3)(x+3)< 0$ khi $-3< x< 3$.
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là $S=(-3, 3)$.
b) $x^2+4x>2(x+4)$
Ta có:
$x^2+4x>2(x+4)$
$\Leftrightarrow x^2+4x-2x-8>0$
$\Leftrightarrow x^2+2x-8>0$
$\Leftrightarrow (x+4)(x-2)>0$
Ta có:
$(x+4)(x-2)=0$
$\Leftrightarrow x=-4$ hoặc $x=2$
Ta có bảng xét dấu sau:
\begin{array}{|c|ccccc|}
\hline
& (-\infty, -4) & (-4, 2) & (2, \infty) \\
\hline
x+4 & - & + & + \\
\hline
x-2 & - & - & + \\
\hline
(x+4)(x-2) & + & - & + \\
\hline
\end{array}
Từ bảng xét dấu ta thấy $(x+4)(x-2)>0$ khi $x< -4$ hoặc $x>2$.
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là $S=(-\infty, -4) \cup (2, \infty)$.
c) $(5x-1)^2\leq(x+1)^2$
Ta có:
$(5x-1)^2\leq(x+1)^2$
$\Leftrightarrow (5x-1)^2-(x+1)^2\leq 0$
$\Leftrightarrow [(5x-1)-(x+1)][(5x-1)+(x+1)]\leq 0$
$\Leftrightarrow (4x-2)(6x)\leq 0$
$\Leftrightarrow 2(2x-1)6x\leq 0$
$\Leftrightarrow 12x(2x-1)\leq 0$
Ta có:
$12x(2x-1)=0$
$\Leftrightarrow x=0$ hoặc $x=\frac{1}{2}$
Ta có bảng xét dấu sau:
\begin{array}{|c|ccccc|}
\hline
& (-\infty, 0) & (0, \frac{1}{2}) & (\frac{1}{2}, \infty) \\
\hline
2x-1 & - & - & + \\
\hline
x & - & + & + \\
\hline
12x(2x-1) & + & - & + \\
\hline
\end{array}
Từ bảng xét dấu ta thấy $12x(2x-1)\leq 0$ khi $0\leq x\leq \frac{1}{2}$.
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là $S=[0, \frac{1}{2}]$.
Câu 20:
a) Ta có \(x^2+1>0\) với mọi \(x.\)
Do đó \(x^2+1<0\) vô nghiệm.
Vậy bất phương trình đã cho vô nghiệm.
b) Ta có \((2-x)(x+1)\geq0\)
\(\Leftrightarrow (-1)(x-2)(x+1)\geq0\)
\(\Leftrightarrow (x-2)(x+1)\leq0\)
Ta có bảng xét dấu sau:
\[
\begin{array}{c|ccc}
x & -\infty & -1 & 2 & +\infty \\
\hline
x+1 & - & 0 & + & + \\
x-2 & - & - & 0 & + \\
(x-2)(x+1) & + & 0 & - & 0 \\
\end{array}
\]
Từ bảng xét dấu ta thấy \((x-2)(x+1)\leq0\) khi \(x \in [-1, 2].\)
Vậy tập nghiệm của bất phương trình đã cho là \([-1, 2].\)
c) Ta có \(x^2-5x+4>0\)
\(\Leftrightarrow x^2-5x+4=0\)
\(\Leftrightarrow (x-1)(x-4)=0\)
\(\Leftrightarrow x=1\) hoặc \(x=4\)
Ta có bảng xét dấu sau:
\[
\begin{array}{c|ccc}
x & -\infty & 1 & 4 & +\infty \\
\hline
x-1 & - & 0 & + & + \\
x-4 & - & - & 0 & + \\
(x-1)(x-4) & + & 0 & - & 0 \\
\end{array}
\]
Từ bảng xét dấu ta thấy \((x-1)(x-4)>0\) khi \(x \in (-\infty, 1) \cup (4, +\infty).\)
Vậy tập nghiệm của bất phương trình đã cho là \((- \infty, 1) \cup (4, +\infty).\)
Đáp số:
a) Vô nghiệm;
b) \([-1, 2];\)
c) \((- \infty, 1) \cup (4, +\infty).\)
Câu 21:
a) \( x^3 - 2x^2 + 3x - 6 < 0 \)
Ta có:
\[ x^3 - 2x^2 + 3x - 6 = x^2(x - 2) + 3(x - 2) = (x - 2)(x^2 + 3) \]
Do \( x^2 + 3 > 0 \) với mọi \( x \), nên bất phương trình tương đương với:
\[ x - 2 < 0 \]
\[ x < 2 \]
Vậy nghiệm của bất phương trình là:
\[ x < 2 \]
b) \( 2(x^2 - 1) > 5x - 4 \)
Ta có:
\[ 2x^2 - 2 > 5x - 4 \]
\[ 2x^2 - 5x + 2 > 0 \]
Xét phương trình \( 2x^2 - 5x + 2 = 0 \):
\[ \Delta = (-5)^2 - 4 \cdot 2 \cdot 2 = 25 - 16 = 9 \]
\[ \sqrt{\Delta} = 3 \]
Nghiệm của phương trình là:
\[ x_1 = \frac{5 + 3}{4} = 2 \]
\[ x_2 = \frac{5 - 3}{4} = \frac{1}{2} \]
Bảng xét dấu của \( 2x^2 - 5x + 2 \):
| \( x \) | \( -\infty \) | \( \frac{1}{2} \) | \( 2 \) | \( +\infty \) |
|------------------|----------------|---------------------|----------|----------------|
| \( 2x^2 - 5x + 2 \) | \( + \) | \( - \) | \( + \) | \( + \) |
Vậy nghiệm của bất phương trình là:
\[ x < \frac{1}{2} \text{ hoặc } x > 2 \]
c) \( (3x - 1)(x + 2) \leq x^2 + 5y \)
Ta có:
\[ 3x^2 + 6x - x - 2 \leq x^2 + 5y \]
\[ 3x^2 + 5x - 2 \leq x^2 + 5y \]
\[ 2x^2 + 5x - 2 \leq 5y \]
Vì \( y \) là biến tự do, ta không thể giải trực tiếp bất phương trình này. Tuy nhiên, ta có thể viết lại dưới dạng:
\[ 2x^2 + 5x - 2 \leq 5y \]
Vậy nghiệm của bất phương trình phụ thuộc vào giá trị của \( y \).
Câu 22:
a) $\frac{2}{5-2x} > 0$
Điều kiện xác định: $5 - 2x \neq 0$ hay $x \neq \frac{5}{2}$.
Phân số $\frac{2}{5-2x}$ sẽ dương nếu mẫu số $5 - 2x$ cũng dương:
\[ 5 - 2x > 0 \]
\[ -2x > -5 \]
\[ x < \frac{5}{2} \]
Vậy nghiệm của bất phương trình là:
\[ x < \frac{5}{2} \]
b) $\frac{2x-6}{x+1} \geq 0$
Điều kiện xác định: $x + 1 \neq 0$ hay $x \neq -1$.
Phân số $\frac{2x-6}{x+1}$ sẽ không âm nếu tử số và mẫu số cùng dấu hoặc bằng 0:
\[ 2x - 6 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x + 1 = 0 \]
\[ x = 3 \quad \text{hoặc} \quad x = -1 \]
Ta xét các khoảng:
1. Khi $x < -1$, cả tử số và mẫu số đều âm, nên phân số dương.
2. Khi $-1 < x < 3$, tử số âm và mẫu số dương, nên phân số âm.
3. Khi $x > 3$, cả tử số và mẫu số đều dương, nên phân số dương.
Vậy nghiệm của bất phương trình là:
\[ x < -1 \quad \text{hoặc} \quad x \geq 3 \]
c) $\frac{2x-1}{x+3} \leq 2$
Điều kiện xác định: $x + 3 \neq 0$ hay $x \neq -3$.
Chuyển vế để viết lại bất phương trình:
\[ \frac{2x-1}{x+3} - 2 \leq 0 \]
\[ \frac{2x-1 - 2(x+3)}{x+3} \leq 0 \]
\[ \frac{2x-1 - 2x - 6}{x+3} \leq 0 \]
\[ \frac{-7}{x+3} \leq 0 \]
Phân số $\frac{-7}{x+3}$ sẽ không dương nếu mẫu số $x + 3$ dương:
\[ x + 3 > 0 \]
\[ x > -3 \]
Vậy nghiệm của bất phương trình là:
\[ x > -3 \]
Câu 23:
a) $\frac{x+1}{x-1}>\frac16$
Điều kiện xác định: $x \neq 1$.
Ta có:
$\frac{x+1}{x-1}-\frac16>0$
$\frac{6(x+1)-(x-1)}{6(x-1)}>0$
$\frac{5x+7}{6(x-1)}>0$
Từ đây ta có bảng xét dấu:
| x | -∞ | -7/5 | 1 | +∞ |
|---|---|---|---|---|
| 5x+7 | - | 0 | + | + |
| 6(x-1) | - | - | 0 | + |
| $\frac{5x+7}{6(x-1)}$ | + | 0 | - | + |
Vậy nghiệm của bất phương trình là $x < -\frac{7}{5}$ hoặc $x > 1$.
b) $\frac{-3x}{x+3}< -3$
Điều kiện xác định: $x \neq -3$.
Ta có:
$\frac{-3x}{x+3}+3< 0$
$\frac{-3x+3(x+3)}{x+3}< 0$
$\frac{9}{x+3}< 0$
Từ đây ta có bảng xét dấu:
| x | -∞ | -3 | +∞ |
|---|---|---|---|
| 9 | + | + | + |
| x+3 | - | 0 | + |
| $\frac{9}{x+3}$ | - | 0 | + |
Vậy nghiệm của bất phương trình là $x < -3$.
c) $\frac{1-5x}{x-4}\leq2$
Điều kiện xác định: $x \neq 4$.
Ta có:
$\frac{1-5x}{x-4}-2\leq0$
$\frac{1-5x-2(x-4)}{x-4}\leq0$
$\frac{-7x+9}{x-4}\leq0$
Từ đây ta có bảng xét dấu:
| x | -∞ | 9/7 | 4 | +∞ |
|---|---|---|---|---|
| -7x+9 | + | 0 | - | - |
| x-4 | - | - | 0 | + |
| $\frac{-7x+9}{x-4}$ | + | 0 | - | + |
Vậy nghiệm của bất phương trình là $x \geq \frac{9}{7}$ hoặc $x < 4$.
Câu 24:
a) Ta có \( x^2 - x + 1 = \left( x - \frac{1}{2} \right)^2 + \frac{3}{4} > 0 \) với mọi \( x \in \mathbb{R} \). Do đó, \( \frac{3x^2 - 7x + 4}{x^2 - x + 1} < 0 \Leftrightarrow 3x^2 - 7x + 4 < 0 \Leftrightarrow \frac{4}{3} < x < 1 \).
b) ĐKXĐ: \( x \neq 0; x \neq 2 \). Ta có:
\[
\begin{array}{l}
\frac{x}{x-2} + \frac{x+2}{x} > 2 \\
\Leftrightarrow \frac{x}{x-2} + \frac{x+2}{x} - 2 > 0 \\
\Leftrightarrow \frac{x^2 + (x+2)(x-2) - 2x(x-2)}{x(x-2)} > 0 \\
\Leftrightarrow \frac{x^2 + x^2 - 4 - 2x^2 + 4x}{x(x-2)} > 0 \\
\Leftrightarrow \frac{4x - 4}{x(x-2)} > 0 \\
\Leftrightarrow \frac{x - 1}{x(x-2)} > 0
\end{array}
\]
Ta có bảng xét dấu sau:
\[
\begin{array}{c|cccccc}
x & -\infty & 0 & 1 & 2 & +\infty \\
\hline
x & - & 0 & + & + & + \\
x - 1 & - & - & 0 & + & + \\
x - 2 & - & - & - & 0 & + \\
\frac{x - 1}{x(x-2)} & + & 0 & - & 0 & +
\end{array}
\]
Từ bảng xét dấu, ta thấy \( \frac{x - 1}{x(x-2)} > 0 \) khi \( x \in (-\infty, 0) \cup (1, 2) \).
c) ĐKXĐ: \( x \neq 2; x \neq -\frac{5}{3} \). Ta có:
\[
\begin{array}{l}
\frac{1}{x-2} > \frac{3}{3x+5} \\
\Leftrightarrow \frac{1}{x-2} - \frac{3}{3x+5} > 0 \\
\Leftrightarrow \frac{3x+5 - 3(x-2)}{(x-2)(3x+5)} > 0 \\
\Leftrightarrow \frac{11}{(x-2)(3x+5)} > 0 \\
\Leftrightarrow (x-2)(3x+5) > 0
\end{array}
\]
Ta có bảng xét dấu sau:
\[
\begin{array}{c|cccccc}
x & -\infty & -\frac{5}{3} & 2 & +\infty \\
\hline
x - 2 & - & - & 0 & + \\
3x + 5 & - & 0 & + & + \\
(x-2)(3x+5) & + & 0 & - & +
\end{array}
\]
Từ bảng xét dấu, ta thấy \( (x-2)(3x+5) > 0 \) khi \( x \in (-\infty, -\frac{5}{3}) \cup (2, +\infty) \).
Câu 25:
Điều kiện xác định: \( x \neq -8; x \neq -3 \)
Ta có:
\[
\frac{-x+1}{x+8} + \frac{x-1}{x+3} = \frac{(-x+1)(x+3) + (x-1)(x+8)}{(x+8)(x+3)}
\]
\[
= \frac{-x^2 - 3x + x + 3 + x^2 + 8x - x - 8}{(x+8)(x+3)}
\]
\[
= \frac{4x - 5}{(x+8)(x+3)}
\]
Biểu thức \(\frac{4x - 5}{(x+8)(x+3)}\) nhận giá trị dương khi:
\[
(4x - 5)(x+8)(x+3) > 0
\]
Xét các khoảng trên trục số:
1. \( x < -8 \): Tất cả các nhân tử đều âm, tích âm.
2. \( -8 < x < -3 \): \( x+8 > 0 \), \( x+3 < 0 \), \( 4x - 5 < 0 \), tích âm.
3. \( -3 < x < \frac{5}{4} \): \( x+8 > 0 \), \( x+3 > 0 \), \( 4x - 5 < 0 \), tích âm.
4. \( x > \frac{5}{4} \): Tất cả các nhân tử đều dương, tích dương.
Do đó, biểu thức nhận giá trị dương khi:
\[
x > \frac{5}{4}
\]