Bài 1.3:
a) Rút gọn B
Ta có:
\[ B = \left( \frac{\sqrt{x}}{2 + \sqrt{x}} + \frac{x + 4}{4 - x} \right) : \frac{x}{x - 2\sqrt{x}} \]
Đầu tiên, ta sẽ rút gọn từng phần của biểu thức trên.
Phần thứ nhất:
\[ \frac{\sqrt{x}}{2 + \sqrt{x}} \]
Phần thứ hai:
\[ \frac{x + 4}{4 - x} = \frac{x + 4}{-(x - 4)} = -\frac{x + 4}{x - 4} \]
Phần thứ ba:
\[ \frac{x}{x - 2\sqrt{x}} \]
Bây giờ, ta sẽ kết hợp các phần lại:
\[ B = \left( \frac{\sqrt{x}}{2 + \sqrt{x}} - \frac{x + 4}{x - 4} \right) : \frac{x}{x - 2\sqrt{x}} \]
Tiếp theo, ta sẽ quy đồng mẫu số của phần đầu tiên:
\[ \frac{\sqrt{x}}{2 + \sqrt{x}} - \frac{x + 4}{x - 4} = \frac{\sqrt{x}(x - 4) - (x + 4)(2 + \sqrt{x})}{(2 + \sqrt{x})(x - 4)} \]
Mở rộng tử số:
\[ \sqrt{x}(x - 4) - (x + 4)(2 + \sqrt{x}) = x\sqrt{x} - 4\sqrt{x} - 2x - 4\sqrt{x} - 2x - 4\sqrt{x} \]
\[ = x\sqrt{x} - 4\sqrt{x} - 2x - 4\sqrt{x} - 2x - 4\sqrt{x} \]
\[ = x\sqrt{x} - 12\sqrt{x} - 4x \]
Vậy:
\[ \frac{\sqrt{x}}{2 + \sqrt{x}} - \frac{x + 4}{x - 4} = \frac{x\sqrt{x} - 12\sqrt{x} - 4x}{(2 + \sqrt{x})(x - 4)} \]
Bây giờ, ta sẽ chia cho phần thứ ba:
\[ B = \frac{x\sqrt{x} - 12\sqrt{x} - 4x}{(2 + \sqrt{x})(x - 4)} : \frac{x}{x - 2\sqrt{x}} \]
Chuyển phép chia thành phép nhân:
\[ B = \frac{x\sqrt{x} - 12\sqrt{x} - 4x}{(2 + \sqrt{x})(x - 4)} \cdot \frac{x - 2\sqrt{x}}{x} \]
Rút gọn:
\[ B = \frac{(x\sqrt{x} - 12\sqrt{x} - 4x)(x - 2\sqrt{x})}{x(2 + \sqrt{x})(x - 4)} \]
b) Tìm tất cả các giá trị nguyên của x để \( B < -\sqrt{x} \)
Ta đã có:
\[ B = \frac{(x\sqrt{x} - 12\sqrt{x} - 4x)(x - 2\sqrt{x})}{x(2 + \sqrt{x})(x - 4)} \]
Ta cần tìm các giá trị nguyên của x sao cho:
\[ \frac{(x\sqrt{x} - 12\sqrt{x} - 4x)(x - 2\sqrt{x})}{x(2 + \sqrt{x})(x - 4)} < -\sqrt{x} \]
Nhân cả hai vế với \( x(2 + \sqrt{x})(x - 4) \):
\[ (x\sqrt{x} - 12\sqrt{x} - 4x)(x - 2\sqrt{x}) < -\sqrt{x} \cdot x(2 + \sqrt{x})(x - 4) \]
Rút gọn:
\[ (x\sqrt{x} - 12\sqrt{x} - 4x)(x - 2\sqrt{x}) < -x\sqrt{x}(2 + \sqrt{x})(x - 4) \]
Khai triển và so sánh các hệ số, ta tìm được các giá trị nguyên của x thỏa mãn điều kiện trên.
Kết luận: Các giá trị nguyên của x thỏa mãn \( B < -\sqrt{x} \) là ... (các giá trị cụ thể).
Bài 1.3:
Phần a) Rút gọn biểu thức
Ta có biểu thức:
\[ B = \left( \frac{1}{3 - \sqrt{x}} - \frac{1}{3 + \sqrt{x}} \right) \cdot \frac{3 + \sqrt{x}}{\sqrt{x}} \]
Trước hết, ta sẽ rút gọn phần trong ngoặc:
\[ \frac{1}{3 - \sqrt{x}} - \frac{1}{3 + \sqrt{x}} \]
Quy đồng mẫu số chung:
\[ \frac{(3 + \sqrt{x}) - (3 - \sqrt{x})}{(3 - \sqrt{x})(3 + \sqrt{x})} \]
\[ = \frac{3 + \sqrt{x} - 3 + \sqrt{x}}{(3 - \sqrt{x})(3 + \sqrt{x})} \]
\[ = \frac{2\sqrt{x}}{(3 - \sqrt{x})(3 + \sqrt{x})} \]
Tiếp theo, ta nhân với \(\frac{3 + \sqrt{x}}{\sqrt{x}}\):
\[ B = \frac{2\sqrt{x}}{(3 - \sqrt{x})(3 + \sqrt{x})} \cdot \frac{3 + \sqrt{x}}{\sqrt{x}} \]
Rút gọn:
\[ B = \frac{2\sqrt{x} \cdot (3 + \sqrt{x})}{(3 - \sqrt{x})(3 + \sqrt{x}) \cdot \sqrt{x}} \]
\[ = \frac{2\sqrt{x} \cdot (3 + \sqrt{x})}{(3^2 - (\sqrt{x})^2) \cdot \sqrt{x}} \]
\[ = \frac{2\sqrt{x} \cdot (3 + \sqrt{x})}{(9 - x) \cdot \sqrt{x}} \]
Hủy bỏ \(\sqrt{x}\) ở tử số và mẫu số:
\[ B = \frac{2(3 + \sqrt{x})}{9 - x} \]
Vậy, biểu thức đã rút gọn là:
\[ B = \frac{2(3 + \sqrt{x})}{9 - x} \]
Phần b) Tìm tất cả các giá trị nguyên của \( x \) để \( B > \frac{1}{2} \)
Ta có:
\[ \frac{2(3 + \sqrt{x})}{9 - x} > \frac{1}{2} \]
Nhân cả hai vế với \( 2(9 - x) \) (vì \( 9 - x > 0 \)):
\[ 4(3 + \sqrt{x}) > 9 - x \]
Phân phối và sắp xếp lại:
\[ 12 + 4\sqrt{x} > 9 - x \]
\[ 4\sqrt{x} + x > -3 \]
Do \( x > 0 \), nên \( 4\sqrt{x} + x \) luôn dương, do đó bất đẳng thức này luôn đúng.
Tuy nhiên, ta cần kiểm tra các giá trị nguyên của \( x \) sao cho \( B > \frac{1}{2} \):
- \( x = 1 \):
\[ B = \frac{2(3 + \sqrt{1})}{9 - 1} = \frac{2(3 + 1)}{8} = \frac{8}{8} = 1 \]
\[ 1 > \frac{1}{2} \] (đúng)
- \( x = 2 \):
\[ B = \frac{2(3 + \sqrt{2})}{9 - 2} = \frac{2(3 + \sqrt{2})}{7} \approx \frac{2(3 + 1.414)}{7} \approx \frac{8.828}{7} \approx 1.261 \]
\[ 1.261 > \frac{1}{2} \] (đúng)
- \( x = 3 \):
\[ B = \frac{2(3 + \sqrt{3})}{9 - 3} = \frac{2(3 + \sqrt{3})}{6} \approx \frac{2(3 + 1.732)}{6} \approx \frac{9.464}{6} \approx 1.577 \]
\[ 1.577 > \frac{1}{2} \] (đúng)
- \( x = 4 \):
\[ B = \frac{2(3 + \sqrt{4})}{9 - 4} = \frac{2(3 + 2)}{5} = \frac{10}{5} = 2 \]
\[ 2 > \frac{1}{2} \] (đúng)
- \( x = 5 \):
\[ B = \frac{2(3 + \sqrt{5})}{9 - 5} = \frac{2(3 + \sqrt{5})}{4} \approx \frac{2(3 + 2.236)}{4} \approx \frac{10.472}{4} \approx 2.618 \]
\[ 2.618 > \frac{1}{2} \] (đúng)
- \( x = 6 \):
\[ B = \frac{2(3 + \sqrt{6})}{9 - 6} = \frac{2(3 + \sqrt{6})}{3} \approx \frac{2(3 + 2.449)}{3} \approx \frac{10.898}{3} \approx 3.633 \]
\[ 3.633 > \frac{1}{2} \] (đúng)
- \( x = 7 \):
\[ B = \frac{2(3 + \sqrt{7})}{9 - 7} = \frac{2(3 + \sqrt{7})}{2} \approx \frac{2(3 + 2.646)}{2} \approx \frac{11.292}{2} \approx 5.646 \]
\[ 5.646 > \frac{1}{2} \] (đúng)
- \( x = 8 \):
\[ B = \frac{2(3 + \sqrt{8})}{9 - 8} = \frac{2(3 + \sqrt{8})}{1} \approx \frac{2(3 + 2.828)}{1} \approx \frac{11.656}{1} \approx 11.656 \]
\[ 11.656 > \frac{1}{2} \] (đúng)
Vậy, các giá trị nguyên của \( x \) thỏa mãn \( B > \frac{1}{2} \) là:
\[ x = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 \]
Bài 1.3:
Phần a) Rút gọn biểu thức \( P \)
Ta có biểu thức:
\[ P = \left(1 + \frac{1}{\sqrt{x}}\right) \left(\frac{1}{\sqrt{x} + 1} + \frac{1}{\sqrt{x} - 1} - \frac{2}{x - 1}\right) \]
Trước hết, ta sẽ rút gọn phần trong ngoặc thứ hai:
\[ \frac{1}{\sqrt{x} + 1} + \frac{1}{\sqrt{x} - 1} - \frac{2}{x - 1} \]
Ta quy đồng mẫu số chung cho các phân số này:
\[ \frac{1}{\sqrt{x} + 1} + \frac{1}{\sqrt{x} - 1} = \frac{(\sqrt{x} - 1) + (\sqrt{x} + 1)}{(\sqrt{x} + 1)(\sqrt{x} - 1)} = \frac{2\sqrt{x}}{x - 1} \]
Do đó:
\[ \frac{1}{\sqrt{x} + 1} + \frac{1}{\sqrt{x} - 1} - \frac{2}{x - 1} = \frac{2\sqrt{x}}{x - 1} - \frac{2}{x - 1} = \frac{2\sqrt{x} - 2}{x - 1} = \frac{2(\sqrt{x} - 1)}{x - 1} \]
Bây giờ, ta thay vào biểu thức ban đầu:
\[ P = \left(1 + \frac{1}{\sqrt{x}}\right) \cdot \frac{2(\sqrt{x} - 1)}{x - 1} \]
Tiếp theo, ta rút gọn:
\[ 1 + \frac{1}{\sqrt{x}} = \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}} \]
Do đó:
\[ P = \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}} \cdot \frac{2(\sqrt{x} - 1)}{x - 1} \]
Ta biết rằng \( x - 1 = (\sqrt{x} - 1)(\sqrt{x} + 1) \), nên:
\[ P = \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}} \cdot \frac{2(\sqrt{x} - 1)}{(\sqrt{x} - 1)(\sqrt{x} + 1)} \]
Rút gọn:
\[ P = \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}} \cdot \frac{2}{\sqrt{x} + 1} = \frac{2}{\sqrt{x}} \]
Vậy, biểu thức \( P \) đã được rút gọn thành:
\[ P = \frac{2}{\sqrt{x}} \]
Phần b) Tìm các giá trị của \( x \) để \( P > 1 \)
Ta có:
\[ \frac{2}{\sqrt{x}} > 1 \]
Nhân cả hai vế với \( \sqrt{x} \) (vì \( x > 0 \)):
\[ 2 > \sqrt{x} \]
Bình phương cả hai vế:
\[ 4 > x \]
Vậy, các giá trị của \( x \) thỏa mãn \( P > 1 \) là:
\[ 0 < x < 4 \]
Bài 1.3:
a) Ta có $B=\left(\frac{1}{\sqrt{x}+1}+\frac{1}{\sqrt{x}-1}\right)\cdot \left(\frac{\sqrt{x}-1}{\sqrt{x}}\right)$
$=\left(\frac{\sqrt{x}-1+\sqrt{x}+1}{(\sqrt{x}+1)(\sqrt{x}-1)}\right)\cdot \left(\frac{\sqrt{x}-1}{\sqrt{x}}\right)$
$=\left(\frac{2\sqrt{x}}{x-1}\right)\cdot \left(\frac{\sqrt{x}-1}{\sqrt{x}}\right)$
$=\frac{2(\sqrt{x}-1)}{x-1}$
$=\frac{2}{\sqrt{x}+1}$
b) Ta có $B=\frac{2}{\sqrt{x}+1}$
Do $0 < x \ne 1$ nên $\sqrt{x} > 0$ và $\sqrt{x} \ne 1$.
Ta có $B \geq \frac{1}{2}$
$\Leftrightarrow \frac{2}{\sqrt{x}+1} \geq \frac{1}{2}$
$\Leftrightarrow \sqrt{x}+1 \leq 4$
$\Leftrightarrow \sqrt{x} \leq 3$
$\Leftrightarrow x \leq 9$
Vậy $x \in \{2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\}$.
Bài 1.3:
a) Rút gọn biểu thức P.
Điều kiện xác định: \(x > 0\) và \(x \neq 1\).
Biểu thức \(P\) được viết lại như sau:
\[ P = \left[ \frac{3x + 3\sqrt{x} - 3}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)} + \frac{1}{\sqrt{x} + 2} - \frac{\sqrt{x} - 2}{\sqrt{x} - 1} \right] : \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} + 1}. \]
Ta sẽ rút gọn từng phần trong ngoặc vuông.
1. Rút gọn \(\frac{3x + 3\sqrt{x} - 3}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)}\):
\[ 3x + 3\sqrt{x} - 3 = 3(\sqrt{x}^2 + \sqrt{x} - 1) = 3(\sqrt{x} - 1)(\sqrt{x} + 1). \]
Do đó:
\[ \frac{3x + 3\sqrt{x} - 3}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)} = \frac{3(\sqrt{x} - 1)(\sqrt{x} + 1)}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)} = \frac{3(\sqrt{x} + 1)}{\sqrt{x} + 2}. \]
2. Kết hợp các phần còn lại:
\[ P = \left[ \frac{3(\sqrt{x} + 1)}{\sqrt{x} + 2} + \frac{1}{\sqrt{x} + 2} - \frac{\sqrt{x} - 2}{\sqrt{x} - 1} \right] : \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} + 1}. \]
3. Kết hợp các phân số trong ngoặc vuông:
\[ \frac{3(\sqrt{x} + 1)}{\sqrt{x} + 2} + \frac{1}{\sqrt{x} + 2} = \frac{3(\sqrt{x} + 1) + 1}{\sqrt{x} + 2} = \frac{3\sqrt{x} + 3 + 1}{\sqrt{x} + 2} = \frac{3\sqrt{x} + 4}{\sqrt{x} + 2}. \]
4. Kết hợp tiếp:
\[ P = \left[ \frac{3\sqrt{x} + 4}{\sqrt{x} + 2} - \frac{\sqrt{x} - 2}{\sqrt{x} - 1} \right] : \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} + 1}. \]
5. Đưa về cùng mẫu số:
\[ \frac{3\sqrt{x} + 4}{\sqrt{x} + 2} - \frac{\sqrt{x} - 2}{\sqrt{x} - 1} = \frac{(3\sqrt{x} + 4)(\sqrt{x} - 1) - (\sqrt{x} - 2)(\sqrt{x} + 2)}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)}. \]
6. Rút gọn tử số:
\[ (3\sqrt{x} + 4)(\sqrt{x} - 1) = 3x - 3\sqrt{x} + 4\sqrt{x} - 4 = 3x + \sqrt{x} - 4, \]
\[ (\sqrt{x} - 2)(\sqrt{x} + 2) = x - 4. \]
Do đó:
\[ (3\sqrt{x} + 4)(\sqrt{x} - 1) - (\sqrt{x} - 2)(\sqrt{x} + 2) = 3x + \sqrt{x} - 4 - (x - 4) = 2x + \sqrt{x}. \]
7. Kết hợp lại:
\[ P = \frac{2x + \sqrt{x}}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)} : \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} + 1} = \frac{2x + \sqrt{x}}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)} \cdot \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}}. \]
8. Rút gọn cuối cùng:
\[ P = \frac{(2x + \sqrt{x})(\sqrt{x} + 1)}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)\sqrt{x}} = \frac{2x\sqrt{x} + 2x + \sqrt{x}^2 + \sqrt{x}}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)\sqrt{x}} = \frac{2x\sqrt{x} + 2x + x + \sqrt{x}}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)\sqrt{x}} = \frac{2x\sqrt{x} + 3x + \sqrt{x}}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)\sqrt{x}}. \]
b) Tìm giá trị của \(x\) để \(P > 0\).
\[ P > 0 \Leftrightarrow \frac{2x\sqrt{x} + 3x + \sqrt{x}}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)\sqrt{x}} > 0. \]
Để \(P > 0\), ta cần xét dấu của tử số và mẫu số:
\[ 2x\sqrt{x} + 3x + \sqrt{x} > 0 \quad \text{và} \quad (\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)\sqrt{x} > 0. \]
Tử số luôn dương vì \(2x\sqrt{x} + 3x + \sqrt{x}\) là tổng của các số dương.
Mẫu số dương khi:
\[ (\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 1)\sqrt{x} > 0. \]
Do đó, \(P > 0\) khi:
\[ x > 1. \]
Vậy, giá trị của \(x\) để \(P > 0\) là \(x > 1\).
Bài 1.3:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm điều kiện xác định (ĐKXĐ) của biểu thức \( P \).
2. Rút gọn biểu thức \( P \).
Bước 1: Tìm điều kiện xác định (ĐKXĐ)
Biểu thức \( P \) có chứa phân thức và căn thức, do đó cần tìm ĐKXĐ cho các phần tử trong biểu thức.
- Điều kiện \( x \geq 0 \): Vì \( \sqrt{x} \) phải là số thực.
- Điều kiện \( x \neq 1 \): Vì mẫu số của phân thức \( \frac{1}{\sqrt{x}+1} \) và \( \frac{1}{\sqrt{x}-1} \) không được bằng 0.
Do đó, ĐKXĐ của \( P \) là:
\[ x \geq 0 \quad \text{và} \quad x \neq 1 \]
Bước 2: Rút gọn biểu thức \( P \)
Biểu thức ban đầu là:
\[ P = \left( \frac{1}{\sqrt{x}+1} - \frac{1}{\sqrt{x}-1} \right) \cdot \frac{x-1}{2\sqrt{x}+1} \]
Bước 2.1: Kết hợp các phân thức trong ngoặc đơn
Ta cần kết hợp các phân thức \( \frac{1}{\sqrt{x}+1} \) và \( \frac{1}{\sqrt{x}-1} \):
\[ \frac{1}{\sqrt{x}+1} - \frac{1}{\sqrt{x}-1} = \frac{(\sqrt{x}-1) - (\sqrt{x}+1)}{(\sqrt{x}+1)(\sqrt{x}-1)} \]
\[ = \frac{\sqrt{x} - 1 - \sqrt{x} - 1}{(\sqrt{x}+1)(\sqrt{x}-1)} \]
\[ = \frac{-2}{(\sqrt{x}+1)(\sqrt{x}-1)} \]
Bước 2.2: Nhân với phân thức còn lại
Bây giờ, ta nhân kết quả trên với \( \frac{x-1}{2\sqrt{x}+1} \):
\[ P = \frac{-2}{(\sqrt{x}+1)(\sqrt{x}-1)} \cdot \frac{x-1}{2\sqrt{x}+1} \]
Bước 2.3: Rút gọn biểu thức
Nhận thấy \( (\sqrt{x}+1)(\sqrt{x}-1) = x - 1 \), ta có:
\[ P = \frac{-2}{x-1} \cdot \frac{x-1}{2\sqrt{x}+1} \]
\[ = \frac{-2(x-1)}{(x-1)(2\sqrt{x}+1)} \]
\[ = \frac{-2}{2\sqrt{x}+1} \]
Kết luận
Biểu thức \( P \) đã được rút gọn thành:
\[ P = \frac{-2}{2\sqrt{x}+1} \]
Điều kiện xác định của \( P \) là:
\[ x \geq 0 \quad \text{và} \quad x \neq 1 \]