(QG17,104,C46). XÉT CÁC SỐ NGUYÊN DƯƠNG A, B SAO CHO PHƯƠNG TRÌ...

Bài 37 (QG17,104,c46). Xét các số nguyên dương a, b sao cho phương trình

a ln

2

x + b ln x + 5 = 0 có hai nghiệm phân biệt x

1

, x

2

và phương trình 5 log

2

x + b log x + a = 0

có hai nghiệm phân biệt x

3

, x

4

thỏa mãn x

1

x

2

> x

3

x

4

. Tìm giá trị nhỏ nhất S

min

của S = 2a + 3b.

A. S

min

= 30 . B. S

min

= 25 . C. S

min

= 33 . D. S

min

= 17 .

Hướng dẫn giải

a, b nguyên dương nên S = 2a + 3b nhỏ nhất ⇔ a nhỏ nhất và b nhỏ nhất.

Theo giả thiết,

• Phương trình a ln

2

x + b ln x +5 = 0 (1) có hai nghiệm phân biệt x

1

, x

2

tức là at

2

+ bt +5 = 0

( 1

0

) có hai nghiệm phân biệt t

1

= ln x

1

, t

2

= ln x

2

. Suy ra ta có x

1

= e

t

1

, x

2

= e

t

2

.

• Tương tự, 5 log

2

x + b log x + a = 0 ( 2 ) có hai nghiệm phân biệt x

3

, x

4

tức 5t

2

+ bt + a = 0

(2

0

) có hai nghiệm phân biệt t

3

= log x

3

, t

4

= log x

4

. Suy ra x

3

= 10

t

3

, x

4

= 10

t

4

.

Vậy điều kiện x

1

· x

2

> x

3

· x

4

tương đương với

e

t

1

· e

t

1

> 10

t

3

· 10

t

4

e

t

1

+t

2

> 10

t

3

+t

4

Theo định lý Viète, ta có t

1

+ t

2

= − b

a (xét ( 1

0

) ), và t

3

+ t

4

= − b

5 (xét ( 2

0

) tương ứng), điều này

dẫn đến

e

b

a

> 10

5

b

⇔ − b

10

b

5

Š

a > ln €

5 ln 10

a >b

b>0

⇔ − 1

5

a > − ln 10

⇔ 1

a < ln 10

a>0

a > 5

ln 10 ≈ 2, 17147241.

Do a ∈ N nên a > 2, 17147241 kéo theo a

min

= 3. Để kết thúc lời giải, ta cần tìm mối liên hệ

còn lại giữa ab.

Thật vậy, vì ( 1

0

) và ( 2

0

) đều có 2 nghiệm phân biệt nên

(1

0

)

> 0

20a.

(2

0

)

> 0 ⇔ b

2

− 20a > 0 ⇔

b>0

b > p

15 ≈ 7, 745966692 dẫn đến b

min

= 8.

20a

min

= p

Suy ra b

min

> p

20 · 3 = 2 p

Kết luận, S

min

= 2a

min

+ 3b

min

= 2 · 3 + 3 · 8 = 30.

= ⇒ Chọn đáp án A