Trang chủ › Cẩm nang học tập › Cẩm nang kiến thức

Giải phương trình vô tỉ bằng cách nâng lên lũy thừa

schedule.svg

Thứ sáu, 10/5/2024 10:43 AM

Tác giả: Admin Hoclagioi

Phương trình vô tỉ là kiến thức khá hay và khó trong chương trình toán phổ thông. Một trong những cách giải phổ biến nhất là nâng lên lũy thừa. Vậy, hãy cùng Học là Giỏi hệ thống lại cách giải phương trình vô tỉ bằng phương pháp nâng lên lũy thừa nhé. Chúng mình bắt đầu nào!

Mục lục [Ẩn]

Dạng 1. $\sqrt{f(x)}=\sqrt{g(x)}$

Phương pháp giải

$\sqrt{f(x)}=\sqrt{g(x)}\Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l}{\left[\begin{array}{l}g(x) \geq 0 \\ f(x) \geq 0\end{array}\right.} \\ f(x)=g(x)\end{array}\right.$ 

Ví dụ: Giải phương trình $\sqrt{3 x^2+69 x+27}=\sqrt{x^2+96 x+2}$.

Bài giải

$\sqrt{3 x^2+69 x+27}=\sqrt{x^2+96 x+2} \Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l}x^2+96 x+2 \geq 0 \\ 3 x^2+69 x+27=x^2+96 x+2\end{array}\right.$$\Leftrightarrow\left[\begin{array}{l}x=1 (TM) \\ x=\dfrac{25}{2} (TM) \end{array}\right.$

Vậy phương trình có tập nghiệm là $S={1;\dfrac{25}{2}}$.

Dạng 2. $\sqrt[3]{f(x)}=\sqrt[3]{g(x)}$

Phương pháp giải

$\sqrt[3]{f(x)}=\sqrt[3]{g(x)} \Leftrightarrow f(x)=g(x)$

Ví dụ: Giải phương trình $\sqrt[3]{x^3-2 x^2+1}=\sqrt[3]{x^3-x}$.

Bài giải

Phương trình đã cho tương đương với:

$x^3-2 x^2+1=x^3-x \Leftrightarrow 2 x^2-x-1=0 \Leftrightarrow\left[\begin{array}{l}x=1\\ x=\dfrac{-1}{2} \end{array}\right.$

Dạng 3. $\sqrt{f(x)}=g(x)$

Phương pháp giải

$\sqrt{f(x)}=g(x) \Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l}g(x) \geq 0 \\ f(x)=[g(x)]^2\end{array}\right.$

Ví dụ: Giải phương trình $\sqrt{2 x+1}=3 x+1$

Bài giải

$\sqrt{2 x+1}=3 x+1 \Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l}3 x+1 \geq 0 \\ 2 x+1=(3 x+1)^2\end{array} \Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l}x \geq-\frac{1}{3} \\ 9 x^2+4 x=0\end{array} \Leftrightarrow\left[\begin{array}{l}x=0 \\ x=-\frac{4}{9}\end{array}\right.\right.\right.$

Vậy phương trình có tập nghiệm là $S={0;-\dfrac{4}{9}}$.

Dạng 4. $\sqrt[3]{f(x)}=g(x)$

Phương pháp giải

$\sqrt[3]{f(x)}=g(x) \Leftrightarrow f(x)=[g(x)]^3$

Ví dụ: Giải phương trình $\sqrt[3]{7 x+1}=x+1$

Bài giải

Điều kiện xác định của phương trình là $x \in \mathbb{R}$. Phương trình đã cho tương đương

$7 x+1=x^3+3 x^2+3 x+1 \Leftrightarrow x^3+3 x^2-4 x=0 \Leftrightarrow(x-1)(x+4)=0 \Leftrightarrow x \in\{-4 ; 0 ; 1\}$

Vậy phương trình có tập nghiệm là $S=\{-4 ; 0 ; 1\}$.

Dạng 5. $\sqrt{f(x)}+\sqrt{g(x)}=\sqrt{h(x)}$

Phương pháp giải

+ Bước 1. Tìm điều kiện xác định của phương trình bằng việc giải hệ: $\left\{\begin{array}{l}f(c) \geq 0 \\ g(x) \geq 0 \\ h(x) \geq 0\end{array}\right.$

+ Bước 2. Bình phương hai vế của phương trình và đưa phương trình về dạng

$\sqrt{F(x)}=G(x) .$

+ Bước 3. Giải phương trình cơ bản $\sqrt{\mathrm{F}(\mathrm{x})}=\mathrm{G}(\mathrm{x})$ và kiểm tra sự thỏa mãn của nghiệm tìm được với điều kiện xác định của phương trình để kết luận.

Ví dụ: Giải phương trình $\sqrt{5 x^2+14 x+9}-\sqrt{x^2-x-20}=5 \sqrt{x+1}$.

Bài giải

Điều kiện xác định của phương trình là $x \geq 5$. Với điều kiện đó ta biến đối phương trình đã cho như sau

$\begin{aligned}& \sqrt{5 x^2+14 x+9}=\sqrt{x^2-x-20}+5 \sqrt{x+1} \\\Leftrightarrow & 5 x^2+14 x+9=x^2-x-20+25(x+1)+10 \sqrt{(x+1)(x+4)(x-5)} \\\Leftrightarrow & 2 x^2-5 x+2=5 \sqrt{(x+1)(x+4)(x-5)} \\\Leftrightarrow & 2(x+1)(x-5)+3(x+4)=5 \sqrt{(x+1)(x-5)}\cdot \sqrt{x+4}\end{aligned}$

Đặt $\sqrt{(x+1)(x-5)}=y ; \sqrt{x+4}=z$ với $y \geq 0 ; z \geq 3$.

Ta được $2 y^2+3 z^2=5 y z \Leftrightarrow(y-z)(2 y-3 z)=0 \Leftrightarrow\left[\begin{array}{l}y=z \\ 2 y=3 z\end{array}\right.$

- Nếu $y=z$ thì ta được $x=\frac{5+\sqrt{61}}{2}$ (do $x \geq 5$ ).

- Nếu $2y=3 z$ thì ta được $x=8 ;x=-\frac{7}{4}$.

Kết hợp với điều kiện xác định ta có tập nghiệm là $S=\left\{\frac{5+\sqrt{61}}{2} ; 8 ;-\frac{7}{4}\right\}$.

Dạng 6. $\sqrt[3]{f(x)}+\sqrt[3]{g(x)}=\sqrt[3]{h(x)}$

Phương pháp giải

+ Bước 1. Lũy thừa bậc ba hai vế của phương trình thì được

$f(x)+g(x)+3 \sqrt[3]{f(x) \cdot g(x)}(\sqrt[3]{f(x)}+\sqrt[3]{g(x)})=h(x)$

+ Bước 2. Biến đổi phương trình và chú ý đến $\sqrt[3]{\mathrm{f}(\mathrm{x})}+\sqrt[3]{\mathrm{g}(\mathrm{x})}=\sqrt[3]{\mathrm{h}(\mathrm{x})}$ ta được

$3 \sqrt[3]{f(x) \cdot g(x) \cdot h(x)}=h(x)-f(x)-g(x)$

+ Bước 3. Tiếp tục lũy thừa bậc ba hai vế thì được phương trình

$27 \cdot f(x) \cdot g(x) \cdot h(x)=[h(x)-f(x)-g(x)]^3$

Ví dụ: Giải phương trình $\sqrt[3]{2 x-1}+\sqrt[3]{x}=\sqrt[3]{x-1}$.

Bài giải

Phương trình đã cho tương đương với:

$\begin{aligned}& (\sqrt[3]{x-1}+\sqrt[3]{x-2})^3=2 x-3 \Leftrightarrow 3 \sqrt[3]{(x-1)(x-2)}(\sqrt[3]{x-1}+\sqrt[3]{x-2})=0 \\& \Rightarrow 3 \sqrt[3]{(x-1)(x-2)(2 x-3)}=0 \Leftrightarrow\left[\begin{array}{c}x=1 \\x=2 \\x=\frac{3}{2}\end{array}\right.\end{aligned}$.

Thử lại ta thấy các giá trị $x=1 ; x=2 ; x=\frac{3}{2}$ đều thỏa mãn phương trình đã cho. Vậy tập nghiệm của phương trình đã cho là $S=\left\{1 ; 2 ; \frac{3}{2}\right\}$.

Dạng 7. $\sqrt{f(x)}+\sqrt{g(x)}=\sqrt{h(x)}+\sqrt{r(x)}$

$\sqrt{f(x)}+\sqrt{g(x)}=\sqrt{h(x)}+\sqrt{r(x)}$, trong đó xảy ra một trong các trường hợp sau:

$\begin{aligned}& +\sqrt{f(x) \cdot g(x)}=\sqrt{h(x) \cdot r(x)} \\& +\sqrt{f(x) \cdot u(x)}=\sqrt{g(x) \cdot r(x)} \\& +f(x)+g(x)=h(x)+r(x)\end{aligned}$

Phương pháp giải

+ Nếu có $\sqrt{\mathrm{f}(\mathrm{x}) \cdot \mathrm{g}(\mathrm{x})}=\sqrt{\mathrm{h}(\mathrm{x}) \cdot \mathrm{r}(\mathrm{x})}$ thì sử dụng phép biến đổi tương đương

$[\sqrt{f(x)}+\sqrt{g(x)}]^2=[\sqrt{h(x)}+\sqrt{r(x)}]^2$

+ Nếu có $\sqrt{\mathrm{f}(\mathrm{x}) \cdot \mathrm{u}(\mathrm{x})}=\sqrt{\mathrm{g}(\mathrm{x}) \cdot \mathrm{r}(\mathrm{x})}$ thì sử dụng phép biến đổi hệ quả

$[\sqrt{f(x)}-\sqrt{u(x)}]^2=[\sqrt{g(x)}-\sqrt{r(x)}]^2$

+ Nếu có $\mathrm{f}(\mathrm{x})+\mathrm{g}(\mathrm{x})=\mathrm{h}(\mathrm{x})+\mathrm{r}(\mathrm{x})$ thì sử dụng phép biến đổi tương đương

$[\sqrt{f(x)}+\sqrt{g(x)}]^2=[\sqrt{h(x)}+\sqrt{r(x)}]^2$

Ví dụ 1: Giải phương trình: $\sqrt{\frac{x^3+1}{x+3}}+\sqrt{x+3}=\sqrt{x^2-x+1}+\sqrt{x+1}$.

Bài giải

Điều kiện $x \geq-1$. Phương trình đā cho tương đương với:

$\begin{aligned}& \left(\sqrt{\frac{x^3+1}{x+3}}+\sqrt{x+3}\right)^2=\left(\sqrt{x^2-x+1}+\sqrt{x+1}\right)^2 \Leftrightarrow \frac{x^3+1}{x+3}+2 \sqrt{x^3+1}+(x+3)=\left(x^2-x+1\right)+ \\& 2 \sqrt{(x+1)\left(x^2-x+1\right)}+(x+1) \Leftrightarrow \frac{x^3+1}{x+3}=x^2-x-1 \Leftrightarrow x^2-2 x-2=0 \Leftrightarrow x=1 \pm \sqrt{3} .\end{aligned}$

Vậy tập nghiệm của phương trình đā cho là $S=\{1-\sqrt{3} ; 1+\sqrt{3}\}$.

Ví dụ 2: Giải phương trình:

$\sqrt{\frac{x^3+8}{2 x+1}}+\sqrt{x+2}=\sqrt{x^2-2 x+4}+\sqrt{2 x+1}$.

Bài giải

Điều kiện $x>-\frac{1}{2}$. Phương trình đā cho tương đương với:

$\begin{aligned}& \sqrt{\frac{x^3+8}{2 x+1}}-\sqrt{2 x+1}=\sqrt{x^2-2 x+4}-\sqrt{x+2} \Rightarrow \frac{x^3+8}{2 x+1}-2 \sqrt{x^3+8}+(2 x+1)=\left(x^2-2 x+4\right)- \\

& 2 \sqrt{(x+2)\left(x^2-2 x+4\right)}+(x+2) \Leftrightarrow x^3-5 x^2+7 x-3=0 \Leftrightarrow\left[\begin{array}{l}x=1 \\x=3\end{array}\right.\end{aligned}$

Thử lại ta thấy nghiệm của phương trình đā cho chỉ có giá trị $x=1$.

Ví dụ 3: Giải phương trình: $\sqrt{x+3}+\sqrt{3 x+1}=2 \sqrt{x}+\sqrt{2 x+2}$.

Bài giải

Nhận xét: Ta thấy $(x+3)+4 x=(3 x+1)+(2 x+2)$ nếu ta biến đổi phương trình về dạng: $\sqrt{x+3}-$ $\sqrt{4 x}=\sqrt{2 x+2}-\sqrt{3 x+1}$ và nâng lên lūy thừa với phép biến đổi hệ quả.

Điều kiện $x \geq 0$. Phương trình đã cho tương đương với:

$\begin{aligned}& \sqrt{x+3}-\sqrt{4 x}=\sqrt{2 x+2}-\sqrt{3 x+1} \Rightarrow 5 x+3-2 \sqrt{4 x(x+3)}=5 x+3-2 \sqrt{(2 x+2)(3 x+1)} \\& \Leftrightarrow \sqrt{4 x(x+3)}=\sqrt{(2 x+2)(3 x+1)} \Leftrightarrow x^2-2 x+1=0 \Leftrightarrow x=1\end{aligned}$

Thử lại ta thấy $x=1$ thỏa mān phương trình ban đầu.

Như vậy, Học là Giỏi đã hệ thống lại các dạng bài tập giải phương trình bằng phương pháp nâng lên lũy thừa. Học là Giỏi hi vọng rằng, nó sẽ giúp ích cho các bạn trong việc giải phương trình vô tỉ nhé . Chúng các bạn học tốt!

Xem thêm:

Làm thế nào để giải hệ phương trình bậc nhất hai ẩn?

Cách giải phương trình bậc hai một ẩn và ứng dụng của nó

Chủ đề:

Đăng ký học thử ngay hôm nay

Để con học sớm - Ôn sâu và nhận ưu đãi học phí!

Bài viết liên quan

Kinh nghiệm chọn gia sư toán lớp 11 tại Hà Nội phù hợp nhất
schedule

Thứ tư, 7/5/2025 08:59 AM

Kinh nghiệm chọn gia sư toán lớp 11 tại Hà Nội phù hợp nhất

Nhiều học sinh luôn gặp khó khăn với chương trình toán nâng cao và thiếu các phương pháp học hiệu quả khi vào lớp 11. Vì vậy, việc tìm gia sư toán lớp 11 tại Hà Nội trở thành giải pháp tối ưu giúp học sinh nắm chắc kiến thức và cải thiện thành tích học tập. Gia sư online Học là Giỏi sẽ giúp bạn hiểu cách lựa chọn gia sư toán lớp 11 tại Hà Nội sao cho phù hợp nhất.

Tại sao cần tìm gia sư toán lớp 10 tại Hà Nội?
schedule

Thứ tư, 7/5/2025 07:52 AM

Tại sao cần tìm gia sư toán lớp 10 tại Hà Nội?

Lựa chọn gia sư toán lớp 10 tại Hà Nội giúp con kịp thời tháo gỡ những vướng mắc trong quá trình học, đồng thời tạo tiền đề vững chắc để con tự tin trước những thử thách học tập. Trong bài viết dưới đây, Gia sư online Học là Giỏi sẽ chỉ cho các bậc phụ huynh cách tìm gia sư toán lớp 10 tại Hà Nội sao cho phù hợp nhất nhé.

Làm thế nào để chọn gia sư toán lớp 7 tại Hà Nội?
schedule

Thứ hai, 5/5/2025 10:27 AM

Làm thế nào để chọn gia sư toán lớp 7 tại Hà Nội?

Với học sinh lớp 7, toán học là nền tảng của các môn học liên quan đến tính toán và cũng là bước đệm cho những kỳ thi quan trọng sau này. Gia sư online Học là Giỏi sẽ chia sẻ cách chọn gia sư toán lớp 7 tại Hà Nội trong bài viết dưới đây nhé.

Bí quyết cách học giỏi toán mọi học sinh cần biết
schedule

Thứ hai, 28/4/2025 06:51 AM

Bí quyết cách học giỏi toán mọi học sinh cần biết

Toán học luôn là một môn học quan trọng trong chương trình giáo dục và cả trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, không phải ai cũng dễ dàng nắm vững được các kiến thức và kỹ năng cần thiết để học giỏi môn toán. Hãy cùng gia sư online Học là Giỏi cung cấp những cách học giỏi toán đơn giản, giúp bạn tự tin và thành công trong việc học tập.

Mẹo học bảng nhân 5 cực dễ hiểu cho học sinh tiểu học
schedule

Thứ sáu, 25/4/2025 07:16 AM

Mẹo học bảng nhân 5 cực dễ hiểu cho học sinh tiểu học

Bảng nhân 5 là một phần không thể thiếu trong hệ thống bảng cửu chương hỗ trợ học sinh ghi nhớ và vận dụng phép nhân với số 5 một cách nhanh chóng. Hôm nay gia sư online Học là Giỏi sẽ cùng bạn khám phá chi tiết bảng nhân 5 nhé.

Bí quyết tìm gia sư toán lớp 9 ở Hà Nội uy tín
schedule

Thứ ba, 22/4/2025 03:21 AM

Bí quyết tìm gia sư toán lớp 9 ở Hà Nội uy tín

Lớp 9 là dấu mốc quan trọng quyết định tương lai học tập của học sinh vào cấp 3, đặc biệt là tại Hà Nội, nơi có môi trường giáo dục cạnh tranh khốc liệt. Trong bối cảnh ấy, việc tìm gia sư toán lớp 9 ở Hà Nội trở thành nhu cầu cấp thiết với nhiều phụ huynh nhằm giúp con tự tin bước vào kỳ thi chuyển cấp. Gia sư online Học là Giỏi sẽ cùng bạn tìm hiểu những lưu ý gì khi tìm gia sư toán lớp 9 ở Hà nội nhé.

message.svg zalo.png