\(\dfrac{1}{x+2}+x-1< \dfrac{1}{x+1}+\sqrt{x^2+1}\)
giải bất phương trình
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
ĐKXĐ: x<>0 và \(\begin{cases}x+\frac{1}{x^2}\ge0\\ x-\frac{1}{x^2}\ge0\end{cases}\)
=>\(\begin{cases}x^3+1\ge0\\ x^3-1\ge0\end{cases}\)
=>x>=1
\(\sqrt{x+\frac{1}{x^2}}+\sqrt{x-\frac{1}{x^2}}>\frac{2}{x}\)
=>\(\left( \sqrt{x + \frac{1}{x^2}} + \sqrt{x - \frac{1}{x^2}} \right)^2 > \left( \frac{2}{x} \right)^2\)
=>\(\left(x+\frac{1}{x^2}\right)+\left(x-\frac{1}{x^2}\right)+2\sqrt{\left(x + \frac{1}{x^2}\right)\left(x - \frac{1}{x^2}\right)}>\frac{4}{x^2}\)
=>\(2x+2\sqrt{x^2 - \frac{1}{x^4}}>\frac{4}{x^2}\)
=>\(x + \sqrt{x^2 - \frac{1}{x^4}} > \frac{2}{x^2}\)
=>\(\sqrt{x^2 - \frac{1}{x^4}}>\frac{2}{x^2}-x\)
TH1: \(\frac{2}{x^2}-x\le0\)
=>\(\frac{2 - x^3}{x^2}\le0\)
=>\(x^3\ge2\)
=>\(x\ge\sqrt[3]{2}\)
Khi \(x\ge\sqrt[3]{2}\) thì VT<=0; VT>0
=>Bất phương trình luôn đúng với \(x\ge\sqrt[3]{2}\) (2)
TH2: \(\frac{2}{x^2}-x>0\)
=>\(\frac{2 - x^3}{x^2}>0\)
=>\(x^3<2\)
=>\(x<\sqrt[3]{2}\)
BPT sẽ tương đương: \(x^2 - \frac{1}{x^4} > \left( \frac{2}{x^2} - x \right)^2\)
=>\(x^2 - \frac{1}{x^4} > \frac{4}{x^4} - \frac{4}{x} + x^2\)
=>\(-\frac{1}{x^4} > \frac{4}{x^4} - \frac{4}{x}\)
=>\(\frac{4}{x} > \frac{5}{x^4}\)
=>\(4x^3>5\)
=>\(x^3>\frac54=\frac{10}{8}\)
=>\(x>\frac{\sqrt[3]{10}}{2}\)
=>\(\frac{\sqrt[3]{10}}{2} (1)
Từ (1),(2) suy ra \(S = \left( \sqrt[3]{\frac{5}{4}}; +\infty \right)\)
Ta có: \(\dfrac{1}{x^2} + \dfrac{x^2}{1-x^2} + \dfrac{5}{2}\left(\dfrac{\sqrt{1-x^2}}{x} + \dfrac{x}{\sqrt{1-x^2}}\right) + 2 > 0\) (1)
ĐKXĐ: \(\begin{cases}1-x^2>0\\ x<>0\end{cases}\Rightarrow\begin{cases}x^2<1\\ x<>0\end{cases}\)
=>-1<x<1 và x<>0
Đặt \(y=\dfrac{\sqrt{1-x^2}}{x}+\dfrac{x}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(y^2 = \left(\dfrac{\sqrt{1-x^2}}{x}\right)^2 + 2 + \left(\dfrac{x}{\sqrt{1-x^2}}\right)^2 = \dfrac{1-x^2}{x^2} + 2 + \dfrac{x^2}{1-x^2}\)
\(=\left(\dfrac{1}{x^2}-1\right)+2+\dfrac{x^2}{1-x^2}=\dfrac{1}{x^2}+\dfrac{x^2}{1-x^2}+1\)
=>\(\dfrac{1}{x^2} + \dfrac{x^2}{1-x^2} = y^2 - 1\)
Thay vào BPT ban đầu, ta được: \((y^2 - 1) + \dfrac{5}{2}y + 2 > 0\)
=>\(y^2+\dfrac{5}{2}y+1>0\iff2y^2+5y+2>0\)
=>(2y+1)(y+2)>0
=>y>-1/2 hoặc y<-2
TH1: 0<x<1
Theo AM-GM, ta được: \(y \ge 2 \cdot \sqrt{\dfrac{\sqrt{1-x^2}}{x} \cdot \dfrac{x}{\sqrt{1-x^2}}} = 2\)
Nếu y>-1/2 thì vì y>=2>-1/2
nên (1) luôn đúng
Nếu y<-2 thì vì y>=2>-2
nên (1) vô nghiệm
TH2: -1<x<0
=>\(\frac{\sqrt{1-x^2}}{x}<0;\frac{x}{\sqrt{1-x^2}}<0\)
Đặt \(t=-\dfrac{\sqrt{1-x^2}}{x}\)
=>\(y=-t-\dfrac{1}{t}=-\left(t+\dfrac{1}{t}\right)\le-2\)
Nếu y>-1/2 thì vì y<=-2<-1/2
nên (1) luôn sai
=>(1) vô nghiệm
Nếu y<-2 thì vì y<=-2<-2
nên mọi giá trị của x sẽ thỏa mãn y, trừ giá trị thỏa mãn y=-2
Đặt y=-2
=>\(t+\dfrac{1}{t}=2\iff t=1\)
=>\(-\dfrac{\sqrt{1-x^2}}{x}=1\)
\(\iff\sqrt{1-x^2}=-x\)
=>\(1-x^2=x^2\)
=>\(2x^2=1\)
=>\(x=-\dfrac{1}{\sqrt{2}}\)
Do đó: x∈\(\left(-1;\frac{-1}{\sqrt2}\right)\) \(\cup\) \(\left(-\frac{1}{\sqrt2};0\right)\)
Vậy: \(S = \left(-1, -\dfrac{1}{\sqrt{2}}\right) \cup \left(-\dfrac{1}{\sqrt{2}}, 0\right) \cup (0, 1)\)
ĐKXĐ: \(\left\{{}\begin{matrix}-1\le x\le3\\x\ne1\end{matrix}\right.\)
\(\dfrac{\sqrt{x+1}\left(\sqrt{x+1}+\sqrt{3-x}\right)}{2\left(x-1\right)}>x-\dfrac{1}{2}\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{x+1+\sqrt{-x^2+2x+3}}{x-1}>2x-1\)
- TH1: Với \(x>1\) BPT tương đương:
\(x+1+\sqrt{-x^2+2x+3}>\left(2x-1\right)\left(x-1\right)\)
\(\Leftrightarrow\sqrt{-x^2+2x+3}>2x^2-4x\)
Đặt \(\sqrt{-x^2+2x+3}=t\ge0\Rightarrow2x^2-4x=-2t^2+6\)
BPt trở thành: \(t>-2t^2+6\Leftrightarrow2t^2+t-6>0\)
\(\Rightarrow t>\dfrac{3}{2}\Rightarrow-x^2+2x+3>\dfrac{9}{4}\Rightarrow1< x< \dfrac{2+\sqrt{7}}{2}\)
TH2: với \(x< 1\) BPT tương đương:
\(x+1+\sqrt{-x^2+2x+3}< \left(2x-1\right)\left(x-1\right)\)
\(\Leftrightarrow\sqrt{-x^2+2x+3}< 2x^2-4x\)
Tương tự như trên, đặt \(t=\sqrt{-x^2+2x+3}\ge0\) ta được \(0\le t< \dfrac{3}{2}\)
\(\Rightarrow-x^2+2x+3< \dfrac{9}{4}\) \(\Rightarrow-1\le x< \dfrac{2-\sqrt{7}}{2}\)
Vậy nghiệm của BPT là: \(\left[{}\begin{matrix}-1\le x< \dfrac{2-\sqrt{7}}{2}\\1< x< \dfrac{2+\sqrt{7}}{2}\end{matrix}\right.\)
a: ĐKXĐ: x<0 hoặc x>1
TH1: x<0
=>x-1<-1<0
\(\sqrt{x^2 - x} = \sqrt{x(x-1)}\)
\(\frac{x - 1}{(x - 1) - \sqrt{-x(1-x)}} = \frac{-(1-x)}{-(1-x) - \sqrt{-x}\sqrt{1-x}} = \frac{\sqrt{1-x}}{\sqrt{1-x} + \sqrt{-x}}\)
Bất phương trình sẽ trở thành: \(\frac{\sqrt{1-x}}{\sqrt{1-x} + \sqrt{-x}} \ge 2x\)
x<0
=>2x<0
mà \(\frac{\sqrt{1-x}}{\sqrt{1-x} + \sqrt{-x}}>0\forall x\) thỏa mãn
nên Bất phương trình thỏa mãn với mọi x<0
TH2: x>1
=>x-1>0 và \(\sqrt{x^2 - x} = \sqrt{x(x-1)} = \sqrt{x}\sqrt{x-1}\)
Bất phương trình sẽ tương đương: \(\frac{\sqrt{x-1}}{\sqrt{x-1} - \sqrt{x}} \ge 2x\)
mà \(\frac{\sqrt{x-1}}{\sqrt{x-1} - \sqrt{x}}=\frac{\sqrt{x-1}(\sqrt{x-1} + \sqrt{x})}{(\sqrt{x-1} - \sqrt{x})(\sqrt{x-1} + \sqrt{x})}=\frac{\sqrt{x-1}(\sqrt{x-1} + \sqrt{x})}{(x-1) - x}=-\sqrt{x-1}(\sqrt{x-1}+\sqrt{x})\)
nên \(-\sqrt{x-1}(\sqrt{x-1} + \sqrt{x}) \ge 2x\)
=>\(\sqrt{x-1}(\sqrt{x-1}+\sqrt{x})+2x\le0\) (vô lý vì \(\sqrt{x-1}(\sqrt{x-1}+\sqrt{x})+2x>0\) với mọi x>1)
=>x∈∅
Vậy: x<0
a: ĐKXĐ: x>=-9/2 và x<>0
\(3 - \sqrt{9 + 2x} = \frac{9 - (9 + 2x)}{3 + \sqrt{9 + 2x}} = \frac{-2x}{3 + \sqrt{9 + 2x}}\)
=>\((3 - \sqrt{9 + 2x})^2 = \frac{4x^2}{(3 + \sqrt{9 + 2x})^2}\)
\(\frac{2x^2}{(3 - \sqrt{9 + 2x})^2} < x + 21\)
=>\(\frac{2x^2 \cdot (3 + \sqrt{9 + 2x})^2}{4x^2} < x + 21\)
=>\(\frac{(3 + \sqrt{9 + 2x})^2}{2} < x + 21\)
=>\((3 + \sqrt{9 + 2x})^2 < 2x + 42\)
=>\(9 + 6\sqrt{9 + 2x} + (9 + 2x) < 2x + 42\)
=>\(18 + 2x + 6\sqrt{9 + 2x} < 2x + 42\)
=>\(6\sqrt{9 + 2x} < 24\)
=>\(\sqrt{2x+9}<4\)
=>2x+9<16
=>2x<7
=>x<7/2
Kết hợp ĐKXĐ, ta được: -9/2<=x<7/2 và x<>0
ĐKXĐ: \(1< x< 9\)
Đặt \(\left\{{}\begin{matrix}\sqrt{9-x}=a\\\sqrt{x-1}=b\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}a;b>0\\a^2+b^2=8\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left(a+b\right)^2\le16\Rightarrow a+b\le4\)
\(BPT\Leftrightarrow\dfrac{a^2-1}{a}+\dfrac{b^2-1}{b}\ge3\) (1)
Đặt \(P=\dfrac{a^2-1}{a}+\dfrac{b^2-1}{b}-3\)
\(P=a+b-\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}\right)-3\le a+b-\dfrac{4}{a+b}-3\)
\(P\le\dfrac{\left(a+b\right)^2-3\left(a+b\right)-4}{a+b}=\dfrac{\left(a+b+1\right)\left(a+b-4\right)}{a+b}\le0\)
\(\Rightarrow\dfrac{a^2-1}{a}+\dfrac{b^2-1}{b}\le3\) (2)
(1); (2) \(\Rightarrow\dfrac{a^2-1}{a}+\dfrac{b^2-1}{b}=3\)
Dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi: \(a=b=2\Leftrightarrow x=5\)
Vậy BPT đã cho có nghiệm duy nhất \(x=5\)
ĐK: \(x\ge2\)
\(\dfrac{\sqrt{x^2+1}-\sqrt{x+1}}{x^2+\sqrt{3x-6}}\ge0\)
\(\Leftrightarrow\sqrt{x^2+1}-\sqrt{x+1}\ge0\)
\(\Leftrightarrow\sqrt{x^2+1}\ge\sqrt{x+1}\)
\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x+1\ge0\\x^2+1\ge x+1\end{matrix}\right.\)
\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x\ge-1\\x^2-x\ge0\end{matrix}\right.\)
\(\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}-1\le x\le0\\x\ge1\end{matrix}\right.\)
Kết hợp điều kiện xác định ta được \(x\ge2\)
ĐKXĐ: -1<=x<=1
Đặt \(t=\sqrt{1+x}+\sqrt{1-x}\)
=>\(t^2=1+x+1-x+2\cdot\sqrt{\left(1+x\right)\left(1-x\right)}=2+2\cdot\sqrt{1-x^2}\)
\(0\le\sqrt{1-x^2}\le1\)
=>\(0\le2\sqrt{1-x^2}\le2\)
=>\(2\le2\sqrt{1-x^2}+2\le4\)
=>2<=t^2<=4
=>\(\sqrt2\) <=t<=2
Ta có: \(t^2=2+2\sqrt{1-x^2}\)
=>\(2\sqrt{1-x^2}=t^2-2\)
=>\(4(1-x^2)=(t^2-2)^2\)
=>\(4-4x^2=t^4-4t^2+4\)
=>\(4x^2=4t^2-t^4\)
=>\(\frac{x^2}{4}=t^2-\frac{t^4}{4}\)
Bất phương trình ban đầu sẽ trở thành: \(t \le 2 - \left(t^2 - \frac{t^4}{4}\right)\)
=>\(t\le2-t^2+\frac{t^4}{4}\)
=>\(\frac{t^4}{4}-t^2-t+2\ge0\)
=>\(t^4-4t^2-4t+8\ge0\)
=>\((t-2)(t-1)(t^2 + 3t + 4) \ge 0\)
mà \(t^2+3t+4=\left(t+\frac32\right)^2+\frac74>0\forall t\)
nên (t-2)(t-1)>=0
=>t>=2 hoặc t<=1
mà \(\sqrt2\le t\le2\)
nên t=2
=>\(\sqrt{1+x}+\sqrt{1-x}=2\)
=>\(1+x+1-x+2\cdot\sqrt{1-x^2}=4\)
=>\(2\sqrt{1-x^2}=2\)
=>\(\sqrt{1-x^2}=1\)
=>\(1-x^2=1\)
=>\(x^2=0\)
=>x=0(nhận)