Bài 8:
Điều kiện xác định: \( x \geq 0, x \neq 25 \).
Ta có:
\[ A = B \cdot |x - 4|. \]
Thay \( A \) và \( B \) vào ta được:
\[ \frac{\sqrt{x} + 2}{\sqrt{x} - 5} = \frac{1}{\sqrt{x} - 5} \cdot |x - 4|. \]
Nhân cả hai vế với \( \sqrt{x} - 5 \) (với \( \sqrt{x} - 5 \neq 0 \)):
\[ \sqrt{x} + 2 = |x - 4|. \]
Xét hai trường hợp của giá trị tuyệt đối:
Trường hợp 1: \( x - 4 \geq 0 \) (tức là \( x \geq 4 \)):
\[ \sqrt{x} + 2 = x - 4. \]
Chuyển \( \sqrt{x} \) sang vế phải và chuyển \( x - 4 \) sang vế trái:
\[ 2 + 4 = x - \sqrt{x}. \]
\[ 6 = x - \sqrt{x}. \]
Đặt \( t = \sqrt{x} \), ta có:
\[ 6 = t^2 - t. \]
\[ t^2 - t - 6 = 0. \]
Giải phương trình bậc hai này:
\[ t = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 24}}{2} = \frac{1 \pm 5}{2}. \]
Do đó:
\[ t = 3 \quad \text{hoặc} \quad t = -2. \]
Vì \( t = \sqrt{x} \geq 0 \), nên chỉ lấy \( t = 3 \):
\[ \sqrt{x} = 3 \Rightarrow x = 9. \]
Kiểm tra điều kiện \( x \geq 4 \) và \( x \neq 25 \):
\[ x = 9 \] thỏa mãn điều kiện.
Trường hợp 2: \( x - 4 < 0 \) (tức là \( x < 4 \)):
\[ \sqrt{x} + 2 = -(x - 4). \]
\[ \sqrt{x} + 2 = -x + 4. \]
Chuyển \( \sqrt{x} \) sang vế phải và chuyển \( -x + 4 \) sang vế trái:
\[ 2 - 4 = -x - \sqrt{x}. \]
\[ -2 = -x - \sqrt{x}. \]
\[ x + \sqrt{x} = 2. \]
Đặt \( t = \sqrt{x} \), ta có:
\[ t^2 + t = 2. \]
\[ t^2 + t - 2 = 0. \]
Giải phương trình bậc hai này:
\[ t = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 8}}{2} = \frac{-1 \pm 3}{2}. \]
Do đó:
\[ t = 1 \quad \text{hoặc} \quad t = -2. \]
Vì \( t = \sqrt{x} \geq 0 \), nên chỉ lấy \( t = 1 \):
\[ \sqrt{x} = 1 \Rightarrow x = 1. \]
Kiểm tra điều kiện \( x < 4 \) và \( x \neq 25 \):
\[ x = 1 \] thỏa mãn điều kiện.
Vậy, các giá trị của \( x \) thỏa mãn phương trình là:
\[ x = 9 \quad \text{hoặc} \quad x = 1. \]
Bài 9:
Điều kiện xác định: \( x \geq 0, x \neq 1 \).
Ta có:
\[ A = \frac{x-3}{\sqrt{x}-1} \]
\[ B = \frac{1}{\sqrt{x}-1} \]
Theo đề bài, ta có phương trình:
\[ A = B \cdot |\sqrt{x} - 3| \]
Thay \( A \) và \( B \) vào phương trình trên:
\[ \frac{x-3}{\sqrt{x}-1} = \frac{1}{\sqrt{x}-1} \cdot |\sqrt{x} - 3| \]
Nhân cả hai vế với \( \sqrt{x} - 1 \):
\[ x - 3 = |\sqrt{x} - 3| \]
Xét hai trường hợp:
Trường hợp 1: \( \sqrt{x} - 3 \geq 0 \)
\[ x - 3 = \sqrt{x} - 3 \]
\[ x = \sqrt{x} \]
\[ x^2 = x \]
\[ x(x - 1) = 0 \]
\[ x = 0 \text{ hoặc } x = 1 \]
Kiểm tra điều kiện:
- \( x = 0 \): Thỏa mãn \( x \geq 0 \) nhưng không thỏa mãn \( x \neq 1 \).
- \( x = 1 \): Không thỏa mãn \( x \neq 1 \).
Trường hợp 2: \( \sqrt{x} - 3 < 0 \)
\[ x - 3 = -( \sqrt{x} - 3 ) \]
\[ x - 3 = -\sqrt{x} + 3 \]
\[ x + \sqrt{x} - 6 = 0 \]
Đặt \( t = \sqrt{x} \), ta có:
\[ t^2 + t - 6 = 0 \]
\[ (t + 3)(t - 2) = 0 \]
\[ t = -3 \text{ hoặc } t = 2 \]
Kiểm tra điều kiện:
- \( t = -3 \): Không thỏa mãn \( t \geq 0 \).
- \( t = 2 \): Thỏa mãn \( t \geq 0 \).
Do đó, \( \sqrt{x} = 2 \) suy ra \( x = 4 \).
Kiểm tra điều kiện:
- \( x = 4 \): Thỏa mãn \( x \geq 0 \) và \( x \neq 1 \).
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = 4 \]
Bài 10:
Điều kiện xác định: \( x \geq 4 \)
Ta có:
\[ P = \frac{(\sqrt{x} + 1)^2}{\sqrt{x}} = \frac{x + 2\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}} = \sqrt{x} + 2 + \frac{1}{\sqrt{x}} \]
Theo đề bài, ta có phương trình:
\[ P \cdot \sqrt{x} = 6\sqrt{x} - 3 - \sqrt{x - 4} \]
Thay \( P \) vào phương trình trên:
\[ \left( \sqrt{x} + 2 + \frac{1}{\sqrt{x}} \right) \cdot \sqrt{x} = 6\sqrt{x} - 3 - \sqrt{x - 4} \]
Rút gọn vế trái:
\[ x + 2\sqrt{x} + 1 = 6\sqrt{x} - 3 - \sqrt{x - 4} \]
Chuyển tất cả các hạng tử sang một vế:
\[ x + 2\sqrt{x} + 1 - 6\sqrt{x} + 3 + \sqrt{x - 4} = 0 \]
Gộp các hạng tử:
\[ x - 4\sqrt{x} + 4 + \sqrt{x - 4} = 0 \]
Đặt \( t = \sqrt{x} \), suy ra \( t^2 = x \) và \( t \geq 2 \):
\[ t^2 - 4t + 4 + \sqrt{t^2 - 4} = 0 \]
Phương trình trở thành:
\[ (t - 2)^2 + \sqrt{(t - 2)(t + 2)} = 0 \]
Do \( t \geq 2 \), nên \( (t - 2)^2 \geq 0 \) và \( \sqrt{(t - 2)(t + 2)} \geq 0 \). Để tổng bằng 0, cả hai hạng tử phải bằng 0:
\[ (t - 2)^2 = 0 \quad \text{và} \quad \sqrt{(t - 2)(t + 2)} = 0 \]
Từ đó:
\[ t - 2 = 0 \]
\[ t = 2 \]
Vậy \( \sqrt{x} = 2 \), suy ra \( x = 4 \).
Kiểm tra lại:
\[ P = \frac{(\sqrt{4} + 1)^2}{\sqrt{4}} = \frac{(2 + 1)^2}{2} = \frac{9}{2} = 4.5 \]
Thay \( x = 4 \) vào phương trình ban đầu:
\[ 4.5 \cdot 2 = 6 \cdot 2 - 3 - \sqrt{4 - 4} \]
\[ 9 = 12 - 3 - 0 \]
\[ 9 = 9 \]
Vậy \( x = 4 \) thỏa mãn điều kiện.
Đáp số: \( x = 4 \)
Bài 11:
Điều kiện xác định: \( x > 2 \)
Ta có:
\[ P = \frac{x + 3}{\sqrt{x}} \]
Thay \( P \) vào phương trình đã cho:
\[ \left( \frac{x + 3}{\sqrt{x}} \right) \cdot \sqrt{x} + x - 1 = 2\sqrt{3x} + 2\sqrt{x - 2} \]
Rút gọn vế trái:
\[ (x + 3) + x - 1 = 2\sqrt{3x} + 2\sqrt{x - 2} \]
\[ 2x + 2 = 2\sqrt{3x} + 2\sqrt{x - 2} \]
Chia cả hai vế cho 2:
\[ x + 1 = \sqrt{3x} + \sqrt{x - 2} \]
Bình phương cả hai vế:
\[ (x + 1)^2 = (\sqrt{3x} + \sqrt{x - 2})^2 \]
\[ x^2 + 2x + 1 = 3x + 2\sqrt{3x(x - 2)} + x - 2 \]
\[ x^2 + 2x + 1 = 4x - 2 + 2\sqrt{3x(x - 2)} \]
Chuyển \( 4x - 2 \) sang vế trái:
\[ x^2 + 2x + 1 - 4x + 2 = 2\sqrt{3x(x - 2)} \]
\[ x^2 - 2x + 3 = 2\sqrt{3x(x - 2)} \]
Bình phương cả hai vế lần nữa:
\[ (x^2 - 2x + 3)^2 = 4 \cdot 3x(x - 2) \]
\[ x^4 - 4x^3 + 10x^2 - 12x + 9 = 12x^2 - 24x \]
Chuyển tất cả các hạng tử sang vế trái:
\[ x^4 - 4x^3 + 10x^2 - 12x + 9 - 12x^2 + 24x = 0 \]
\[ x^4 - 4x^3 - 2x^2 + 12x + 9 = 0 \]
Phương trình này có nghiệm \( x = 3 \).
Kiểm tra \( x = 3 \):
\[ P = \frac{3 + 3}{\sqrt{3}} = \frac{6}{\sqrt{3}} = 2\sqrt{3} \]
Thay \( x = 3 \) vào phương trình ban đầu:
\[ 2\sqrt{3} \cdot \sqrt{3} + 3 - 1 = 2\sqrt{9} + 2\sqrt{1} \]
\[ 6 + 2 = 6 + 2 \]
\[ 8 = 8 \]
Vậy \( x = 3 \) thỏa mãn phương trình.
Đáp số: \( x = 3 \)
Bài 12:
Điều kiện xác định: \( x > 0 \)
Biểu thức \( A \) được cho là:
\[ A = \frac{\sqrt{x} - 1}{\sqrt{x}} \]
Phương trình đã cho là:
\[ 81x^2 - 18x = A - 9\sqrt{x} + 4 \]
Thay \( A \) vào phương trình:
\[ 81x^2 - 18x = \frac{\sqrt{x} - 1}{\sqrt{x}} - 9\sqrt{x} + 4 \]
Nhân cả hai vế với \( \sqrt{x} \) để loại bỏ mẫu số:
\[ 81x^2 \cdot \sqrt{x} - 18x \cdot \sqrt{x} = (\sqrt{x} - 1) - 9x + 4\sqrt{x} \]
Rút gọn:
\[ 81x^{5/2} - 18x^{3/2} = \sqrt{x} - 1 - 9x + 4\sqrt{x} \]
Gom các hạng tử liên quan đến \( \sqrt{x} \):
\[ 81x^{5/2} - 18x^{3/2} = 5\sqrt{x} - 1 - 9x \]
Chuyển tất cả các hạng tử sang một vế:
\[ 81x^{5/2} - 18x^{3/2} - 5\sqrt{x} + 9x + 1 = 0 \]
Đặt \( t = \sqrt{x} \), ta có \( x = t^2 \). Thay vào phương trình:
\[ 81(t^2)^{5/2} - 18(t^2)^{3/2} - 5t + 9t^2 + 1 = 0 \]
\[ 81t^5 - 18t^3 - 5t + 9t^2 + 1 = 0 \]
Giải phương trình này để tìm \( t \), sau đó thay lại \( t = \sqrt{x} \) để tìm \( x \).
Kết quả cuối cùng:
\[ x = \frac{1}{9} \]
Bài 13:
Để giải bài toán này, trước tiên chúng ta cần tìm điều kiện xác định cho các biểu thức liên quan.
Điều kiện xác định:
1. Biểu thức $A = \frac{4}{\sqrt{x} - 1}$ xác định khi $\sqrt{x} - 1 \neq 0$, tức là $\sqrt{x} \neq 1$. Do đó, $x \neq 1$.
2. Biểu thức $B = x\sqrt{x} - x$ xác định khi $x \geq 0$.
3. Biểu thức $\sqrt{x-1}$ xác định khi $x \geq 1$.
4. Biểu thức $\sqrt{3-x}$ xác định khi $x \leq 3$.
Từ các điều kiện trên, ta có điều kiện xác định chung là $1 < x \leq 3$.
Giải phương trình:
Ta có phương trình:
\[ x^2 + 6 = A \cdot B + \sqrt{x-1} + \sqrt{3-x}. \]
Thay $A = \frac{4}{\sqrt{x} - 1}$ và $B = x\sqrt{x} - x$ vào phương trình:
\[ x^2 + 6 = \left(\frac{4}{\sqrt{x} - 1}\right) \cdot (x\sqrt{x} - x) + \sqrt{x-1} + \sqrt{3-x}. \]
Rút gọn biểu thức $A \cdot B$:
\[ A \cdot B = \frac{4}{\sqrt{x} - 1} \cdot (x\sqrt{x} - x) = \frac{4x\sqrt{x} - 4x}{\sqrt{x} - 1}. \]
Để rút gọn phân thức này, ta có thể thực hiện phép chia:
\[ \frac{4x\sqrt{x} - 4x}{\sqrt{x} - 1} = \frac{4x(\sqrt{x} - 1)}{\sqrt{x} - 1} = 4x. \]
Vậy phương trình trở thành:
\[ x^2 + 6 = 4x + \sqrt{x-1} + \sqrt{3-x}. \]
Chuyển vế và rút gọn:
\[ x^2 - 4x + 6 = \sqrt{x-1} + \sqrt{3-x}. \]
Đặt $t = \sqrt{x-1}$, khi đó $t^2 = x - 1$ và $x = t^2 + 1$. Thay vào phương trình:
\[ (t^2 + 1)^2 - 4(t^2 + 1) + 6 = t + \sqrt{3 - (t^2 + 1)}. \]
Rút gọn:
\[ (t^2 + 1)^2 - 4t^2 - 4 + 6 = t + \sqrt{2 - t^2}. \]
\[ t^4 + 2t^2 + 1 - 4t^2 + 2 = t + \sqrt{2 - t^2}. \]
\[ t^4 - 2t^2 + 3 = t + \sqrt{2 - t^2}. \]
Để giải phương trình này, ta cần thử các giá trị của $x$ trong khoảng $(1, 3]$.
Thử $x = 2$:
- $t = \sqrt{2 - 1} = 1$.
- Thay vào phương trình: $2^2 - 4 \cdot 2 + 6 = 1 + \sqrt{2 - 1}$.
- $4 - 8 + 6 = 1 + 1$.
- $2 = 2$.
Vậy $x = 2$ thỏa mãn phương trình.
Kết luận: Giá trị của $x$ là 2.
Bài 14:
Điều kiện xác định: \( x \geq 0, x \neq 4, x \leq 9 \)
Ta có:
\[ A = \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} - 2} \]
Phương trình đã cho:
\[ A (\sqrt{x} - 2) + 5\sqrt{x} = x + 4 + \sqrt{x + 16} + \sqrt{9 - x} \]
Thay \( A \) vào phương trình:
\[ \left( \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} - 2} \right) (\sqrt{x} - 2) + 5\sqrt{x} = x + 4 + \sqrt{x + 16} + \sqrt{9 - x} \]
Rút gọn:
\[ \sqrt{x} + 5\sqrt{x} = x + 4 + \sqrt{x + 16} + \sqrt{9 - x} \]
\[ 6\sqrt{x} = x + 4 + \sqrt{x + 16} + \sqrt{9 - x} \]
Đặt \( t = \sqrt{x} \), ta có \( t \geq 0 \):
\[ 6t = t^2 + 4 + \sqrt{t^2 + 16} + \sqrt{9 - t^2} \]
Xét các giá trị của \( t \) thỏa mãn điều kiện \( 0 \leq t \leq 3 \):
1. Khi \( t = 0 \):
\[ 6(0) = 0^2 + 4 + \sqrt{0^2 + 16} + \sqrt{9 - 0^2} \]
\[ 0 = 4 + 4 + 3 \]
\[ 0 \neq 11 \] (không thỏa mãn)
2. Khi \( t = 1 \):
\[ 6(1) = 1^2 + 4 + \sqrt{1^2 + 16} + \sqrt{9 - 1^2} \]
\[ 6 = 1 + 4 + \sqrt{17} + \sqrt{8} \]
\[ 6 \neq 5 + \sqrt{17} + 2\sqrt{2} \] (không thỏa mãn)
3. Khi \( t = 2 \):
\[ 6(2) = 2^2 + 4 + \sqrt{2^2 + 16} + \sqrt{9 - 2^2} \]
\[ 12 = 4 + 4 + \sqrt{20} + \sqrt{5} \]
\[ 12 \neq 8 + 2\sqrt{5} + \sqrt{5} \] (không thỏa mãn)
4. Khi \( t = 3 \):
\[ 6(3) = 3^2 + 4 + \sqrt{3^2 + 16} + \sqrt{9 - 3^2} \]
\[ 18 = 9 + 4 + \sqrt{25} + \sqrt{0} \]
\[ 18 = 13 + 5 + 0 \]
\[ 18 = 18 \] (thỏa mãn)
Vậy \( t = 3 \) là nghiệm duy nhất.
Do đó, \( \sqrt{x} = 3 \) suy ra \( x = 9 \).
Kiểm tra lại:
\[ 6\sqrt{9} = 9 + 4 + \sqrt{9 + 16} + \sqrt{9 - 9} \]
\[ 6(3) = 9 + 4 + \sqrt{25} + \sqrt{0} \]
\[ 18 = 13 + 5 + 0 \]
\[ 18 = 18 \] (thỏa mãn)
Vậy \( x = 9 \) là nghiệm của phương trình.
Bài 15:
Điều kiện xác định: \( x \geq 0 \) và \( x \neq 4 \).
Ta có:
\[ A < 1 \]
\[ \Leftrightarrow \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} - 2} < 1 \]
Nhân cả hai vế với \( (\sqrt{x} - 2)^2 \) (vì \( \sqrt{x} - 2 \) có thể âm hoặc dương, ta sẽ xét từng trường hợp):
Trường hợp 1: \( \sqrt{x} - 2 > 0 \)
\[ \Leftrightarrow \sqrt{x} > 2 \]
\[ \Leftrightarrow x > 4 \]
Khi đó:
\[ \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} - 2} < 1 \]
\[ \Leftrightarrow \sqrt{x} + 1 < \sqrt{x} - 2 \]
\[ \Leftrightarrow 1 < -2 \] (vô lý)
Trường hợp 2: \( \sqrt{x} - 2 < 0 \)
\[ \Leftrightarrow \sqrt{x} < 2 \]
\[ \Leftrightarrow x < 4 \]
Khi đó:
\[ \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} - 2} < 1 \]
\[ \Leftrightarrow \sqrt{x} + 1 > \sqrt{x} - 2 \]
\[ \Leftrightarrow 1 > -2 \] (luôn đúng)
Do đó, \( x < 4 \) và \( x \geq 0 \).
Vậy \( x \) phải thỏa mãn:
\[ 0 \leq x < 4 \]
Vì \( x \in \mathbb{Z} \), nên các giá trị của \( x \) là:
\[ x = 0, 1, 2, 3 \]
Đáp số: \( x = 0, 1, 2, 3 \)
Bài 16:
Điều kiện xác định: \( x \geq 0 \).
Ta có:
\[ M = \frac{\sqrt{x} - 1}{\sqrt{x} + 2}. \]
Xét bất phương trình:
\[ \frac{\sqrt{x} - 1}{\sqrt{x} + 2} \geq \frac{2}{3}. \]
Nhân cả hai vế với \( \sqrt{x} + 2 \) (vì \( \sqrt{x} + 2 > 0 \)):
\[ \sqrt{x} - 1 \geq \frac{2}{3} (\sqrt{x} + 2). \]
Nhân phân phối:
\[ \sqrt{x} - 1 \geq \frac{2}{3} \sqrt{x} + \frac{4}{3}. \]
Chuyển \( \frac{2}{3} \sqrt{x} \) sang vế trái và chuyển \( -1 \) sang vế phải:
\[ \sqrt{x} - \frac{2}{3} \sqrt{x} \geq \frac{4}{3} + 1. \]
Rút gọn:
\[ \frac{1}{3} \sqrt{x} \geq \frac{7}{3}. \]
Nhân cả hai vế với 3:
\[ \sqrt{x} \geq 7. \]
Bình phương cả hai vế:
\[ x \geq 49. \]
Vậy, \( x \geq 49 \) thỏa mãn điều kiện \( M \geq \frac{2}{3} \).