BÀI 38 (QG17,101,C47). XÉT CÁC SỐ THỰC DƯƠNG X, Y THỎA MÃN LOG31 − X Y...

3 .

Hướng dẫn giải

Theo đề bài ta có x > 0 và y > 0, cho nên x + 2 y > 0. Điều này kéo theo log

3

1 − x y

x + 2y xác

định chỉ cần thêm điều kiện 1 − x y > 0 hay x y < 1.

Ta xét điều kiện

log

3

1 − x y

x + 2 y = 3x y + x + 2 y − 4

⇔ log

3

( 1 − x y ) − log

3

( x + 2y ) = 3x y + x + 2 y − 4

Dễ thấy hai vế đều có x + 2 y , ta thường đưa những biểu thức giống nhau về cùng một vế

⇔ log

3

(1 − x y ) − 3x y + 4 = log

3

( x + 2 y ) + x + 2 y

⇔ log

3

( x + 2 y ) + x + 2y = log

3

( 1 − x y ) − 3x y + 4

Dễ thấy VT có dạng f ( t ) = log

3

t + t, vì thế tiếp đến ta cần biến đổi sao cho VP cũng có dạng

này, tức là xuất hiện ẩn phụ liên quan đến 1 − x y. Để ý thấy nếu tách 4 thành 1 + 3 thì ta có

nhân tử chung

⇔ log

3

( x + 2 y ) + x + 2y = log

3

( 1 − x y ) + 4 − 3x y

⇔ log

3

( x + 2 y ) + x + 2y = log

3

( 1 − x y ) + 1 + 3 − 3x y

⇔ log

3

( x + 2 y ) + x + 2y = log

3

( 1 − x y ) + 1 + 3 ( 1 − x y )

Nếu để + 1 ở ngoài logarithm thì VP chưa có dạng f ( t ) = log

3

t + t. Vậy ta cần đưa + 1 vào trong

log

3

( 1 − x y ) , lưu ý rằng 1 = log

3

3

⇔ log

3

( x + 2 y ) + x + 2y = log

3

( 1 − x y ) + log

3

3 + 3 ( 1 − x y )

⇔ log

3

( x + 2 y ) + x + 2y = log

3

3(1 − x y ) + 3(1 − x y )

⇔ log

3

( x + 2 y ) + x + 2y = log

3

(3 − 3x y ) + 3 − 3x y. (∗)

Dễ thấy y = log

3

x (a = 3 > 1) và y = x (A = 1 > 0) đều đồng biến trên ( 0; +∞) , do đó,

f ( t ) = log

3

t + t cũng đồng biến trên (0; +∞) .

Bên cạnh đấy, từ (∗) ta có f ( x + 2y ) = f ( 3 − 3x y ) .

Từ các lập luận trên suy ra

x + 2 y = 3 − 3x y

⇔ 3x y + 2 y = 3 − x

y ( 3x + 2 ) = −( x − 3 )

x>0

y = − x − 3

3x + 2 .

Kéo theo P = x + y = xx − 3

3x + 2 . Lúc này ta cần biết sẽ khảo sát P trên miền nào? Vì y > 0

nên

x − 3

3x + 2 > 0

x − 3

3x + 2 < 0

x>0

x − 3 < 0

x < 3.

Vậy ta khảo sát P = g ( x ) = xx − 3

3x + 2 với 0 < x < 3. Ta có

g

0

( x ) = 1 − 11

(3x + 2)

2

,

p 11 − 2

g

0

( x ) = 0 ⇔ ( 3x + 2 )

2

= 11 ⇔ x =

3 ∈ ( 0; 3 ) .

Dễ thấy (nhập XX − 3

3X + 2 vào màn hình và r X = các giá trị. . . )

lim

x→0

g ( x ) = 3

2 = 1, 5;

lim

x→3

g ( x ) = 3;

p

11 − 3

11 − 2

= 2 p

g

3 ≈ 1, 211083194 = P

min

.

3

= ⇒ Chọn đáp án D