Bài 1:
a) Điều kiện xác định của biểu thức M là \(x \neq 2\) và \(x \neq -2\).
Ta có:
\[ M = \frac{x+3}{x-2} + \frac{x-3}{x+2} - \frac{2x^2+3x+6}{x^2-4}. \]
Biến đổi \(M\) như sau:
\[ M = \frac{(x+3)(x+2)}{(x-2)(x+2)} + \frac{(x-3)(x-2)}{(x-2)(x+2)} - \frac{2x^2+3x+6}{(x-2)(x+2)}. \]
Gộp các phân số lại:
\[ M = \frac{(x+3)(x+2) + (x-3)(x-2) - (2x^2+3x+6)}{(x-2)(x+2)}. \]
Phân tích tử số:
\[ (x+3)(x+2) = x^2 + 5x + 6, \]
\[ (x-3)(x-2) = x^2 - 5x + 6, \]
\[ 2x^2 + 3x + 6. \]
Tổng hợp lại:
\[ M = \frac{x^2 + 5x + 6 + x^2 - 5x + 6 - 2x^2 - 3x - 6}{(x-2)(x+2)}. \]
Rút gọn tử số:
\[ M = \frac{x^2 + 5x + 6 + x^2 - 5x + 6 - 2x^2 - 3x - 6}{(x-2)(x+2)}, \]
\[ M = \frac{-3x + 6}{(x-2)(x+2)}, \]
\[ M = \frac{-3(x-2)}{(x-2)(x+2)}, \]
\[ M = \frac{-3}{x+2}. \]
b) Tính giá trị của \(M\) khi \(x = 3\):
\[ M = \frac{-3}{3+2} = \frac{-3}{5} = -\frac{3}{5}. \]
c) Tìm tất cả các giá trị nguyên của \(x\) để \(M\) nhận giá trị nguyên:
\[ M = \frac{-3}{x+2}. \]
Muốn \(M\) nhận giá trị nguyên, \(\frac{-3}{x+2}\) phải là số nguyên. Do đó, \(x+2\) phải là ước của \(-3\).
Các ước của \(-3\) là: \(-3, -1, 1, 3\).
Do đó:
\[ x+2 = -3 \implies x = -5, \]
\[ x+2 = -1 \implies x = -3, \]
\[ x+2 = 1 \implies x = -1, \]
\[ x+2 = 3 \implies x = 1. \]
Vậy các giá trị nguyên của \(x\) để \(M\) nhận giá trị nguyên là: \(-5, -3, -1, 1\).
Bài 2:
a) Ta có $A=\frac{2x}{x+3}+\frac2{x-3}+\frac{x^2-x+6}{9-x^2}$
$=\frac{2x}{x+3}+\frac2{x-3}-\frac{x^2-x+6}{(x+3)(x-3)}$
$=\frac{2x(x-3)+2(x+3)-(x^2-x+6)}{(x+3)(x-3)}$
$=\frac{2x^2-6x+2x+6-x^2+x-6}{(x+3)(x-3)}$
$=\frac{x^2-3x}{(x+3)(x-3)}$
$=\frac{x(x-3)}{(x+3)(x-3)}$
$=\frac{x}{x+3}$
Vậy $A=\frac{x}{x+3}$ với $x\ne\pm3.$
b) Ta có $A=\frac{x}{x+3}=1-\frac3{x+3}.$
A nhận giá trị nguyên khi $\frac3{x+3}$ nhận giá trị nguyên, tức là $x+3$ là ước của 3.
Các ước của 3 là $-3,-1,1,3.$
Ta có bảng sau:
$\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
\hline
x+3 & -3 & -1 & 1 & 3 \\
\hline
x & -6 & -4 & -2 & 0 \\
\hline
\end{array}$
Vậy $x=-6,x=-4,x=-2,x=0$ thỏa mãn đề bài.
Bài 3:
Phần a) Rút gọn biểu thức A
Ta có:
\[ A = \frac{x+1}{x-2} + \frac{x-1}{x+2} + \frac{x^2+4x}{4-x^2} \]
Trước hết, ta viết lại mẫu số của phân thức cuối cùng:
\[ 4 - x^2 = -(x^2 - 4) = -(x - 2)(x + 2) \]
Do đó:
\[ \frac{x^2+4x}{4-x^2} = \frac{x(x+4)}{-(x-2)(x+2)} = -\frac{x(x+4)}{(x-2)(x+2)} \]
Bây giờ, ta sẽ quy đồng mẫu số chung của ba phân thức:
\[ A = \frac{(x+1)(x+2) + (x-1)(x-2) - x(x+4)}{(x-2)(x+2)} \]
Tính tử số:
\[ (x+1)(x+2) = x^2 + 2x + x + 2 = x^2 + 3x + 2 \]
\[ (x-1)(x-2) = x^2 - 2x - x + 2 = x^2 - 3x + 2 \]
\[ -x(x+4) = -x^2 - 4x \]
Cộng lại:
\[ x^2 + 3x + 2 + x^2 - 3x + 2 - x^2 - 4x = x^2 - 4x + 4 \]
Vậy:
\[ A = \frac{x^2 - 4x + 4}{(x-2)(x+2)} = \frac{(x-2)^2}{(x-2)(x+2)} = \frac{x-2}{x+2} \]
Phần b) Tính giá trị của A khi \( x = 4 \)
Thay \( x = 4 \) vào biểu thức đã rút gọn:
\[ A = \frac{4-2}{4+2} = \frac{2}{6} = \frac{1}{3} \]
Phần c) Tìm số nguyên \( x \) để \( A \) nhận giá trị nguyên
Ta có:
\[ A = \frac{x-2}{x+2} \]
Để \( A \) nhận giá trị nguyên, \( \frac{x-2}{x+2} \) phải là số nguyên. Điều này xảy ra khi \( x+2 \) là ước của \( x-2 \).
Xét các trường hợp:
1. \( x+2 = 1 \)
\[ x = -1 \]
\[ A = \frac{-1-2}{-1+2} = \frac{-3}{1} = -3 \] (nguyên)
2. \( x+2 = -1 \)
\[ x = -3 \]
\[ A = \frac{-3-2}{-3+2} = \frac{-5}{-1} = 5 \] (nguyên)
3. \( x+2 = 2 \)
\[ x = 0 \]
\[ A = \frac{0-2}{0+2} = \frac{-2}{2} = -1 \] (nguyên)
4. \( x+2 = -2 \)
\[ x = -4 \]
\[ A = \frac{-4-2}{-4+2} = \frac{-6}{-2} = 3 \] (nguyên)
5. \( x+2 = 3 \)
\[ x = 1 \]
\[ A = \frac{1-2}{1+2} = \frac{-1}{3} \] (không nguyên)
6. \( x+2 = -3 \)
\[ x = -5 \]
\[ A = \frac{-5-2}{-5+2} = \frac{-7}{-3} \] (không nguyên)
Vậy các giá trị nguyên của \( x \) để \( A \) nhận giá trị nguyên là:
\[ x = -1, -3, 0, -4 \]
Bài 4:
a) Điều kiện xác định của biểu thức B là \(x \neq 3\) và \(x \neq -3\).
Rút gọn B:
\[ B = \frac{x}{x+3} + \frac{2x}{x-3} - \frac{9-3x^2}{9-x^2}. \]
Ta có:
\[ \frac{9-3x^2}{9-x^2} = \frac{9-3x^2}{(3-x)(3+x)} = \frac{-3(x^2-3)}{(3-x)(3+x)}. \]
Do đó:
\[ B = \frac{x}{x+3} + \frac{2x}{x-3} + \frac{3(x^2-3)}{(3-x)(3+x)}. \]
Gộp các phân số lại:
\[ B = \frac{x(x-3) + 2x(x+3) + 3(x^2-3)}{(x+3)(x-3)}. \]
Phân tích tử số:
\[ x(x-3) + 2x(x+3) + 3(x^2-3) = x^2 - 3x + 2x^2 + 6x + 3x^2 - 9 = 6x^2 + 3x - 9. \]
Vậy:
\[ B = \frac{6x^2 + 3x - 9}{(x+3)(x-3)}. \]
b) Để \(B > 0\):
\[ \frac{6x^2 + 3x - 9}{(x+3)(x-3)} > 0. \]
Để \(B < 0\):
\[ \frac{6x^2 + 3x - 9}{(x+3)(x-3)} < 0. \]
c) Tính giá trị của B khi \(x\) thỏa mãn \(|2x+1| = 5\):
\[ |2x+1| = 5 \implies 2x+1 = 5 \text{ hoặc } 2x+1 = -5. \]
Giải các phương trình:
\[ 2x+1 = 5 \implies x = 2. \]
\[ 2x+1 = -5 \implies x = -3. \]
Thay \(x = 2\) vào B:
\[ B = \frac{6(2)^2 + 3(2) - 9}{(2+3)(2-3)} = \frac{24 + 6 - 9}{5(-1)} = \frac{21}{-5} = -\frac{21}{5}. \]
Thay \(x = -3\) vào B (không thỏa mãn điều kiện xác định).
d) Tìm \(x\) nguyên để B nhận giá trị nguyên:
\[ B = \frac{6x^2 + 3x - 9}{(x+3)(x-3)}. \]
Để B nguyên, tử số phải chia hết cho mẫu số:
\[ 6x^2 + 3x - 9 \text{ chia hết cho } (x+3)(x-3). \]
e) Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức \(M = B \cdot \frac{x-3}{x^2-2x+3}\):
\[ M = \left(\frac{6x^2 + 3x - 9}{(x+3)(x-3)}\right) \cdot \frac{x-3}{x^2-2x+3}. \]
Rút gọn:
\[ M = \frac{6x^2 + 3x - 9}{(x+3)(x-3)} \cdot \frac{x-3}{x^2-2x+3} = \frac{6x^2 + 3x - 9}{(x+3)(x^2-2x+3)}. \]
Để tìm giá trị lớn nhất của M, ta cần xét các trường hợp cụ thể của \(x\).