1.a/ \(\left\{{}\begin{matrix}3^{x+1}>0\\5^{x^2}>0\end{matrix}\right.\) \(\forall x\) \(\Rightarrow\) pt vô nghiệm

b/ Mình làm câu b, câu c bạn tự làm tương tự, 3 câu này cùng dạng

Lấy ln hai vế:

\(ln\left(3^{x^2-2}.4^{\dfrac{2x-3}{x}}\right)=ln18\Leftrightarrow ln3^{x^2-2}+ln4^{\dfrac{2x-3}{x}}-ln18=0\)

\(\Leftrightarrow\left(x^2-2\right)ln3+\dfrac{2x-3}{x}2ln2-ln\left(2.3^2\right)=0\)

\(\Leftrightarrow x^3ln3-2x.ln3+4x.ln2-6ln2-x.ln2-2x.ln3=0\)

\(\Leftrightarrow x^3ln3-4x.ln3+3x.ln2-6ln2=0\)

\(\Leftrightarrow x.ln3\left(x^2-4\right)+3ln2\left(x-2\right)=0\)

\(\Leftrightarrow\left(x-2\right)\left(x^2ln3+2x.ln3+3ln2\right)=0\)

\(\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}x-2=0\Rightarrow x=2\\x^2ln3+2x.ln3+3ln2=0\left(1\right)\end{matrix}\right.\)

Xét (1): \(\left(x^2+2x\right)ln3=-3ln2\Leftrightarrow x^2+2x=\dfrac{-3ln2}{ln3}=-3log_32\)

\(\Leftrightarrow\left(x+1\right)^2=1-3log_32=log_33-log_38=log_3\dfrac{3}{8}< 0\)

\(\Rightarrow\left(1\right)\) vô nghiệm

\(\Rightarrow\) pt có nghiệm duy nhất \(x=2\)

2/ Pt đã cho tương đương:

\(2017^{sin^2x}-2017^{cos^2x}=cos^2x-sin^2x\)

\(\Leftrightarrow2017^{sin^2x}+sin^2x=2017^{cos^2x}+cos^2x\)

Xét hàm \(f\left(t\right)=2017^t+t\) (\(0\le t\le1\))

\(\Rightarrow f'\left(t\right)=2017^t.ln2017+1>0\) \(\forall t\) \(\Rightarrow f\left(t\right)\) đồng biến

\(\Rightarrow f\left(t_1\right)=f\left(t_2\right)\Leftrightarrow t_1=t_2\)

\(\Rightarrow sin^2x=cos^2x\Rightarrow cos^2x-sin^2x=0\Rightarrow cos2x=0\)

\(\Rightarrow x=\dfrac{\pi}{4}+\dfrac{k\pi}{2}\)

Thế k=0; k=1 ta được 2 nghiệm thuộc đoạn đã cho là \(x=\dfrac{\pi}{4};x=\dfrac{3\pi}{4}\)

\(\Rightarrow\) tổng nghiệm là \(T=\dfrac{\pi}{4}+\dfrac{3\pi}{4}=\pi\)

Hệ phương trình đã cho là:

1. Điều kiện xác định (ĐKXĐ)

Để các căn thức có nghĩa, ta cần:

Vậy, ĐKXĐ là: $-1 \le x \le 1$.

2. Biến đổi phương trình (1)

Chuyển các số hạng chứa $\sqrt{1-x}$ về một vế và các số hạng còn lại về vế kia:

Nếu đặt $z = \sqrt{1-x}$, ta có $z \ge 0$ và $z^2 = 1-x$, hay $x = 1 - z^2$.

Thay $x$ vào biểu thức $1 - 2x$:

Thay lại vào phương trình (1) đã biến đổi:

Xét hàm số $f(t) = 2t^3 + t$. Ta có $f'(t) = 6t^2 + 1 > 0$ với mọi $t \in \mathbb{R}$.

$\implies f(t)$ là hàm số đồng biến trên $\mathbb{R}$.

Do đó, từ $f(y) = f(-z)$, suy ra $y = -z$.

Thay $z = \sqrt{1-x}$ trở lại, ta được mối liên hệ:

3. Thay thế vào phương trình (2)

Thay $(*)$ vào phương trình $(2)$:

Sử dụng công thức $\sqrt{1-x}\sqrt{1+x} = \sqrt{(1-x)(1+x)} = \sqrt{1-x^2}$ (do $-1 \le x \le 1$):

Lưu ý rằng $\sqrt{1-x} \ge 0$, và $y = -\sqrt{1-x} \le 0$, tức là $y$ không dương.

Xét vế trái của $(2)$: $2x^2 + 2xy\sqrt{1+x}$.

Từ $(*)$, ta có $y^2 = 1 - x$, hay $x = 1 - y^2$.

Thay $x = 1 - y^2$ vào $(2)$:

Đây là một phương trình rất phức tạp. Ta nên biến đổi phương trình $(2)$ một cách khác.

Quay lại phương trình:

Ta nhận thấy vế trái có dạng bình phương thiếu. Nhân 2 vế với 2:

Đây không phải là một hướng đi đơn giản. Ta nên thử phương pháp lượng giác do kết quả có dạng lượng giác.

4. Phương pháp lượng giác

Đặt $x = \cos t$, với $t \in [0, \pi]$ (vì $-1 \le x \le 1$).

Từ $(*)$, ta có $y = -\sqrt{1-x}$.

Vì $t \in [0, \pi] \implies \frac{t}{2} \in \left[0, \frac{\pi}{2}\right] \implies \sin \left(\frac{t}{2}\right) \ge 0$.

Nên $y = -\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$.

Thay $x = \cos t$ và $y = -\sqrt{2}\sin \left(\frac{t}{2}\right)$ vào phương trình $(2)$:

Sử dụng công thức: $\sqrt{1 + \cos t} = \sqrt{2\cos^2 \left(\frac{t}{2}\right)} = \sqrt{2}\cos \left(\frac{t}{2}\right)$ (vì $\frac{t}{2} \in \left[0, \frac{\pi}{2}\right]$).

Sử dụng công thức $\sin t = 2\sin \left(\frac{t}{2}\right)\cos \left(\frac{t}{2}\right)$:

Sử dụng công thức $\cos(2t) = 2\cos^2 t - 1$, hay $2\cos^2 t = 1 + \cos(2t)$:

Sử dụng công thức $a\cos \alpha + b\sin \alpha = \sqrt{a^2 + b^2} \cos(\alpha - \phi)$:

Chia cả hai vế cho $\sqrt{2}$:

Sử dụng công thức $-\sin \alpha = \cos \left(\alpha + \frac{\pi}{2}\right)$:

Phương trình có hai trường hợp:

Trường hợp 1:

Do $t \in [0, \pi]$, ta thay $k = 0$: $t = \frac{\pi}{6}$ (nhận)

Nếu $k = 1$: $t = \frac{\pi}{6} + \frac{4\pi}{3} = \frac{9\pi}{6} > \pi$ (loại).

Với $t = \frac{\pi}{6}$:

Giá trị này không khớp với đáp án $\left(\cos \frac{3\pi}{10}; \sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20}\right)$. Trường hợp này bị loại.

Trường hợp 2:

Do $t \in [0, \pi]$, ta thử các giá trị $k$:

• $k = 0$: $t = -\frac{3\pi}{10}$ (loại)
• $k = 1$: $t = -\frac{3\pi}{10} + \frac{4\pi}{5} = \frac{-3\pi + 8\pi}{10} = \frac{5\pi}{10} = \frac{\pi}{2}$ (nhận)
• $k = 2$: $t = -\frac{3\pi}{10} + \frac{8\pi}{5} = \frac{-3\pi + 16\pi}{10} = \frac{13\pi}{10} > \pi$ (loại)

Với $t = \frac{\pi}{2}$:

Kiểm tra nghiệm $(x; y) = (0; -1)$ vào hệ ban đầu:

Trường hợp này cũng bị loại.

5. Xem xét lại đáp án gợi ý

Đáp án gợi ý là: $(x; y) = \left(\cos \frac{3\pi}{10}; \sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20}\right)$.

Nếu đây là nghiệm, ta phải có $y = -\sqrt{1-x}$.

$\implies \sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20} = -\sqrt{1 - \cos \frac{3\pi}{10}}$

$\implies \sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20} = -\sqrt{2\sin^2 \frac{3\pi}{20}}$

$\implies \sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20} = -\sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20}$ (vì $\frac{3\pi}{20} \in \left[0, \frac{\pi}{2}\right] \implies \sin \frac{3\pi}{20} > 0$)

$\iff 2\sqrt{2}\sin \frac{3\pi}{20} = 0 \quad \text{(Vô lí vì } \sin...

a/ \(y'=2sinx.cosx+1=\left(sinx+cosx\right)^2\ge0\) ;\(\forall x\)

\(\Rightarrow\) Hàm đồng biến trên R

b/ Số cuối là 3x hay \(3x^3\) vậy nhỉ?

c/ \(y'=-2sinx.cosx+3x^2+6x+4\)

\(y'=\left(sinx-cosx\right)^2+3\left(x+1\right)^2\ge0\) ;\(\forall x\)

Hàm đồng biến trên R

Nếu $x+2>2x+1$ thì $2^{x+2}>2^{2x+1},3^{x+2}>3^{2x+1}$ nên VT>VP.

Nếu $x+2<2x+1$ thì $2^{x+2}<2^{2x+1},3^{x+2}<3^{2x+1}$ nên VT<VP.

Vậy x+2=2x+1 hay x=1

Phương trình đã cho tương đương với phương trình 

\(3^{x+2}-3^{x+2}=3^{2x+1}-2^{2x+1}\)

Dễ thấy \(x=1\) là nghiệm của phương trình

Nếu \(x>1\) thì \(x+2<2x+1\)

Do đó

\(3^{x+2}<3^{2x+1};3^{2x+1}>2^{x+2}\)

Hay vế trái <0< Vế phải, phương trình vô nghiệm

Tương tự, nếu x<1 thì phương trình cũng vô nghiệm

Vạy x=1 là nghiệm duy nhất của phương trình

\(I=\int\dfrac{x^3dx}{\left(x^8-4\right)^2}\)

Đặt \(x^4=t\Rightarrow x^3dx=\dfrac{1}{4}dt\Rightarrow I=\dfrac{1}{4}\int\dfrac{dt}{\left(t^2-2\right)^2}=\dfrac{1}{4}\int\dfrac{dt}{\left(t-\sqrt{2}\right)^2\left(t+\sqrt{2}\right)^2}\)

\(=\dfrac{1}{32}\int\left(\dfrac{1}{t-\sqrt{2}}-\dfrac{1}{t+\sqrt{2}}\right)^2dt=\dfrac{1}{32}\int\left(\dfrac{1}{\left(t-\sqrt{2}\right)^2}+\dfrac{1}{\left(t+\sqrt{2}\right)^2}-\dfrac{2}{\left(t+\sqrt{2}\right)\left(t-\sqrt{2}\right)}\right)dt\)

\(=\dfrac{1}{32}\int\left(\dfrac{1}{\left(t-\sqrt{2}\right)^2}+\dfrac{1}{\left(t+\sqrt{2}\right)^2}-\dfrac{1}{\sqrt{2}}\left(\dfrac{1}{t-\sqrt{2}}-\dfrac{1}{t+\sqrt{2}}\right)\right)dt\)

\(=\dfrac{1}{32}\left(\dfrac{-1}{t-\sqrt{2}}-\dfrac{1}{t+\sqrt{2}}-\dfrac{1}{\sqrt{2}}ln\left|\dfrac{t-\sqrt{2}}{t+\sqrt{2}}\right|\right)+C\)

\(=\dfrac{1}{32}\left(\dfrac{-1}{x^4-\sqrt{2}}-\dfrac{1}{x^4+\sqrt{2}}-\dfrac{1}{\sqrt{2}}ln\left|\dfrac{x^4-\sqrt{2}}{x^4+\sqrt{2}}\right|\right)+C\)

2/ \(I=\int\dfrac{\left(2x+1\right)dx}{\left(x^2+x-1\right)\left(x^2+x+3\right)}=\dfrac{1}{4}\int\left(\dfrac{1}{x^2+x-1}-\dfrac{1}{x^2+x+3}\right)\left(2x+1\right)dx\)

\(=\dfrac{1}{4}\int\left(\dfrac{2x+1}{x^2+x-1}-\dfrac{2x+1}{x^2+x+3}\right)dx\)

\(=\dfrac{1}{4}\left(\int\dfrac{d\left(x^2+x-1\right)}{x^2+x-1}-\int\dfrac{d\left(x^2+x+3\right)}{x^2+x+3}\right)\)

\(=\dfrac{1}{4}ln\left|\dfrac{x^2+x-1}{x^2+x+3}\right|+C\)

3/ Đặt \(\sqrt[3]{x}=t\Rightarrow x=t^3\Rightarrow dx=3t^2dt\)

\(\Rightarrow I=\int\dfrac{3t^2.sint.dt}{t^2}=3\int sint.dt=-3cost+C=-3cos\left(\sqrt[3]{x}\right)+C\)

4/ \(I=\int\dfrac{dx}{1+cos^2x}=\int\dfrac{\dfrac{1}{cos^2x}dx}{\dfrac{1}{cos^2x}+1}\)

Đặt \(t=tanx\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}dt=\dfrac{1}{cos^2x}dx\\\dfrac{1}{cos^2x}=1+tan^2x=1+t^2\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow I=\int\dfrac{dt}{1+t^2+1}=\int\dfrac{dt}{t^2+2}=\dfrac{1}{2}\int\dfrac{dt}{\left(\dfrac{t}{\sqrt{2}}\right)^2+1}\)

\(=\dfrac{1}{2}.\sqrt{2}.arctan\left(\dfrac{t}{\sqrt{2}}\right)+C=\dfrac{1}{\sqrt{2}}arctan\left(\dfrac{tanx}{\sqrt{2}}\right)+C\)

5/ \(I=\int\dfrac{sinx+cosx}{4+2sinx.cosx-sin^2x-cos^2x}dx=\int\dfrac{sinx+cosx}{4-\left(sinx-cosx\right)^2}dx\)

Đặt \(sinx-cosx=t\Rightarrow\left(cosx+sinx\right)dx=dt\)

\(\Rightarrow I=\int\dfrac{dt}{4-t^2}=-\int\dfrac{dt}{\left(t-2\right)\left(t+2\right)}=\dfrac{1}{4}\int\left(\dfrac{1}{t+2}-\dfrac{1}{t-2}\right)dt\)

\(=\dfrac{1}{4}ln\left|\dfrac{t+2}{t-2}\right|+C=\dfrac{1}{4}ln\left|\dfrac{sinx-cosx+2}{sinx-cosx-2}\right|+C\)

Ơ bài 1 nhầm số 4 thành số 2 rồi, bạn sửa lại 1 chút nhé :D

Còn 1 cách làm khác nữa là lượng giác hóa

Đặt \(x^4=2sint\Rightarrow x^3dx=\dfrac{1}{2}cost.dt\)

\(\Rightarrow I=\dfrac{1}{2}\int\dfrac{cost.dt}{\left(4sin^2t-4\right)^2}=\dfrac{1}{32}\int\dfrac{cost.dt}{cos^4t}=\dfrac{1}{32}\int\dfrac{dt}{cos^3t}\)

Đặt \(\left\{{}\begin{matrix}u=\dfrac{1}{cost}\\dv=\dfrac{dt}{cos^2t}\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}du=\dfrac{sint.dt}{cos^2t}\\v=tant\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow32I=\dfrac{tant}{cost}-\int\dfrac{tant.sint.dt}{cos^2t}=\dfrac{sint}{cos^2t}-\int\dfrac{sin^2t.dt}{cos^3t}\)

\(=\dfrac{sint}{1-sin^2t}-\int\dfrac{1-cos^2t}{cos^3t}dt=\dfrac{sint}{1-sin^2t}-\int\dfrac{dt}{cos^3t}+\int\dfrac{1}{cosx}dx\)

Chú ý rằng \(\int\dfrac{dt}{cos^3t}=32I\)

\(\Rightarrow32I=\dfrac{sint}{1-sin^2t}-32I+\int\dfrac{cost.dt}{cos^2t}\)

\(\Rightarrow64I=\dfrac{sint}{1-sin^2t}-\int\dfrac{d\left(sint\right)}{sin^2t-1}=\dfrac{sint}{1-sin^2t}-\dfrac{1}{2}ln\left|\dfrac{sint-1}{sint+1}\right|+C\)

\(\Rightarrow I=\dfrac{1}{64}\left(\dfrac{2x^4}{4-x^8}-\dfrac{1}{2}ln\left|\dfrac{x^4-2}{x^4+2}\right|\right)+C\)