Chuyên đề Bồi dưỡng học sinh giỏi và năng khiếu

PHẦN I: ĐỀ BÀI 1. Chứng minh là số vô tỉ. 2. a) Chứng minh : (ac + bd)2 + (ad – bc)2 = (a2 + b2)(c2 + d2) b) Chứng minh bất dẳng thức Bunhiacôpxki : (ac + bd)2 ≤ (a2 + b2)(c2 + d2) 3. Cho x + y = 2. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức : S = x2 + y2. 4. a) Cho a ≥ 0, b ≥ 0. Chứng minh bất đẳng thức Cauchy : . b) Cho a, b, c > 0. Chứng minh rằng : c) Cho a, b > 0 và 3a + 5b = 12. Tìm giá trị lớn nhất của tích P = ab. 5. Cho a + b = 1. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức : M = a3 + b3. 6. Cho a3 + b3 = 2. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức : N = a + b. 7. Cho a, b, c là các số dương. Chứng minh : a3 + b3 + abc ≥ ab(a + b + c) 8. Tìm liên hệ giữa các số a và b biết rằng : 9. a) Chứng minh bất đẳng thức (a + 1)2 ≥ 4a b) Cho a, b, c > 0 và abc = 1. Chứng minh : (a + 1)(b + 1)(c + 1) ≥ 8 10. Chứng minh các bất đẳng thức : a) (a + b)2 ≤ 2(a2 + b2) b) (a + b + c)2 ≤ 3(a2 + b2 + c2) 11. Tìm các giá trị của x sao cho : a) | 2x – 3 | = | 1 – x | b) x2 – 4x ≤ 5 c) 2x(2x – 1) ≤ 2x – 1. 12. Tìm các số a, b, c, d biết rằng : a2 + b2 + c2 + d2 = a(b + c + d) 13. Cho biểu thức M = a2 + ab + b2 – 3a – 3b + 2001. Với giá trị nào của a và b thì M đạt giá trị nhỏ nhất ? Tìm giá trị nhỏ nhất đó. 14. Cho biểu thức P = x2 + xy + y2 – 3(x + y) + 3. CMR giá trị nhỏ nhất của P bằng 0. 15. Chứng minh rằng không có giá trị nào của x, y, z thỏa mãn đẳng thức sau : x2 + 4y2 + z2 – 2a + 8y – 6z + 15 = 0 16. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức : 17. So sánh các số thực sau (không dùng máy tính) : a) b) c) d) 18. Hãy viết một số hữu tỉ và một số vô tỉ lớn hơn nhưng nhỏ hơn 19. Giải phương trình : . 20. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức A = x2y với các điều kiện x, y > 0 và 2x + xy = 4. 21. Cho . Hãy so sánh S và . 22. Chứng minh rằng : Nếu số tự nhiên a không phải là số chính phương thì là số vô tỉ. 23. Cho các số x và y cùng dấu. Chứng minh rằng : a) b) c) . 24. Chứng minh rằng các số sau là số vô tỉ : a) b) với m, n là các số hữu tỉ, n ≠ 0. 25. Có hai số vô tỉ dương nào mà tổng là số hữu tỉ không ? 26. Cho các số x và y khác 0. Chứng minh rằng : . 27. Cho các số x, y, z dương. Chứng minh rằng : . 28. Chứng minh rằng tổng của một số hữu tỉ với một số vô tỉ là một số vô tỉ. 29. Chứng minh các bất đẳng thức : a) (a + b)2 ≤ 2(a2 + b2) b) (a + b + c)2 ≤ 3(a2 + b2 + c2) c) (a1 + a2 + .. + an)2 ≤ n(a12 + a22 + .. + an2). 30. Cho a3 + b3 = 2. Chứng minh rằng a + b ≤ 2. 31. Chứng minh rằng : . 32. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức : . 33. Tìm giá trị nhỏ nhất của : với x, y, z > 0. 34. Tìm giá trị nhỏ nhất của : A = x2 + y2 biết x + y = 4. 35. Tìm giá trị lớn nhất của : A = xyz(x + y)(y + z)(z + x) với x, y, z ≥ 0 ; x + y + z = 1. 36. Xét xem các số a và b có thể là số vô tỉ không nếu : a) ab và là số vô tỉ. b) a + b và là số hữu tỉ (a + b ≠ 0) c) a + b, a2 và b2 là số hữu tỉ (a + b ≠ 0) 37. Cho a, b, c > 0. Chứng minh : a3 + b3 + abc ≥ ab(a + b + c) 38. Cho a, b, c, d > 0. Chứng minh : 39. Chứng minh rằng bằng hoặc 40. Cho số nguyên dương a. Xét các số có dạng : a + 15 ; a + 30 ; a + 45 ; ; a + 15n. Chứng minh rằng trong các số đó, tồn tại hai số mà hai chữ số đầu tiên là 96. 41. Tìm các giá trị của x để các biểu thức sau có nghĩa : 42. a) Chứng minh rằng : | A + B | ≤ | A | + | B | . Dấu “ = ” xảy ra khi nào ? b) Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức sau : . c) Giải phương trình : 43. Giải phương trình : . 44. Tìm các giá trị của x để các biểu thức sau có nghĩa : 45. Giải phương trình : 46. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức : . 47. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức : 48. So sánh : a) b) c) (n là số nguyên dương) 49. Với giá trị nào của x, biểu thức sau đạt giá trị nhỏ nhất : . 50. Tính : (n ≥ 1) 51. Rút gọn biểu thức : . 52. Tìm các số x, y, z thỏa mãn đẳng thức : 53. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức : . 54. Giải các phương trình sau : 55. Cho hai số thực x và y thỏa mãn các điều kiện : xy = 1 và x > y. CMR: . 56. Rút gọn các biểu thức : 57. Chứng minh rằng . 58. Rút gọn các biểu thức : . 59. So sánh : 60. Cho biểu thức : Tìm tập xác định của biểu thức A. Rút gọn biểu thức A. 61. Rút gọn các biểu thức sau : 62. Cho a + b + c = 0 ; a, b, c ≠ 0. Chứng minh đẳng thức : 63. Giải bất phương trình : . 64. Tìm x sao cho : . 65. Tìm giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất của A = x2 + y2 , biết rằng : x2(x2 + 2y2 – 3) + (y2 – 2)2 = 1 (1) 66. Tìm x để biểu thức có nghĩa: . 67. Cho biểu thức : . a) Tìm giá trị của x để biểu thức A có nghĩa. b) Rút gọn biểu thức A. c) Tìm giá trị của x để A < 2. 68. Tìm 20 chữ số thập phân đầu tiên của số : (20 chữ số 9) 69. Tìm giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất của : A = | x - | + | y – 1 | với | x | + | y | = 5 70. Tìm giá trị nhỏ nhất của A = x4 + y4 + z4 biết rằng xy + yz + zx = 1 71. Trong hai số : (n là số nguyên dương), số nào lớn hơn ? 72. Cho biểu thức . Tính giá trị của A theo hai cách. 73. Tính : 74. Chứng minh các số sau là số vô tỉ : 75. Hãy so sánh hai số : ; 76. So sánh và số 0. 77. Rút gọn biểu thức : . 78. Cho . Hãy biểu diễn P dưới dạng tổng của 3 căn thức bậc hai 79. Tính giá trị của biểu thức x2 + y2 biết rằng : . 80. Tìm giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của : . 81. Tìm giá trị lớn nhất của : với a, b > 0 và a + b ≤ 1. 82. CMR trong các số có ít nhất hai số dương (a, b, c, d > 0). 83. Rút gọn biểu thức : . 84. Cho , trong đó x, y, z > 0. Chứng minh x = y = z. 85. Cho a1, a2, , an > 0 và a1a2an = 1. Chứng minh: (1 + a1)(1 + a2)(1 + an) ≥ 2n. 86. Chứng minh : (a, b ≥ 0). 87. Chứng minh rằng nếu các đoạn thẳng có độ dài a, b, c lập được thành một tam giác thì các đoạn thẳng có độ dài cũng lập được thành một tam giác. 88. Rút gọn : a) b) . 89. Chứng minh rằng với mọi số thực a, ta đều có : . Khi nào có đẳng thức ? 90. Tính : bằng hai cách. 91. So sánh : a) 92. Tính : . 93. Giải phương trình : . 94. Chứng minh rằng ta luôn có : ; "n Î Z+ 95. Chứng minh rằng nếu a, b > 0 thì . 96. Rút gọn biểu thức : A = . 97. Chứng minh các đẳng thức sau : (a, b > 0 ; a ≠ b) (a > 0). 98. Tính : . . 99. So sánh : 100. Cho hằng đẳng thức : (a, b > 0 và a2 – b > 0). Áp dụng kết quả để rút gọn : 101. Xác định giá trị các biểu thức sau : với (a > 1 ; b > 1) với . 102. Cho biểu thức a) Tìm tất cả các giá trị của x để P(x) xác định. Rút gọn P(x). b) Chứng minh rằng nếu x > 1 thì P(x).P(- x) < 0. 103. Cho biểu thức . a) Rút gọn biểu thức A. b) Tìm các số nguyên x để biểu thức A là một số nguyên. 104. Tìm giá trị lớn nhất (nếu có) hoặc giá trị nhỏ nhất (nếu có) của các biểu thức sau: 105. Rút gọn biểu thức : , bằng ba cách ? 106. Rút gọn các biểu thức sau : . 107. Chứng minh các hằng đẳng thức với b ≥ 0 ; a ≥ a) b) 108. Rút gọn biểu thức : 109. Tìm x và y sao cho : 110. Chứng minh bất đẳng thức : . 111. Cho a, b, c > 0. Chứng minh : . 112. Cho a, b, c > 0 ; a + b + c = 1. Chứng minh : . 113. CM : với a, b, c, d > 0. 114. Tìm giá trị nhỏ nhất của : . 115. Tìm giá trị nhỏ nhất của : . 116. Tìm giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất của A = 2x + 3y biết 2x2 + 3y2 ≤ 5. 117. Tìm giá trị lớn nhất của A = x + . 118. Giải phương trình : 119. Giải phương trình : 120. Giải phương trình : 121. Giải phương trình : 122. Chứng minh các số sau là số vô tỉ : 123. Chứng minh . 124. Chứng minh bất đẳng thức sau bằng phương pháp hình học : với a, b, c > 0. 125. Chứng minh với a, b, c, d > 0. 126. Chứng minh rằng nếu các đoạn thẳng có độ dài a, b, c lập được thành một tam giác thì các đoạn thẳng có độ dài cũng lập được thành một tam giác. 127. Chứng minh với a, b ≥ 0. 128. Chứng minh với a, b, c > 0. 129. Cho . Chứng minh rằng x2 + y2 = 1. 130. Tìm giá trị nhỏ nhất của 131. Tìm GTNN, GTLN của . 132. Tìm giá trị nhỏ nhất của 133. Tìm giá trị nhỏ nhất của . 134. Tìm GTNN, GTLN của : 135. Tìm GTNN của A = x + y biết x, y > 0 thỏa mãn (a và b là hằng số dương). 136. Tìm GTNN của A = (x + y)(x + z) với x, y, z > 0 , xyz(x + y + z) = 1. 137. Tìm GTNN của với x, y, z > 0 , x + y + z = 1. 138. Tìm GTNN của biết x, y, z > 0 , . 139. Tìm giá trị lớn nhất của : a) với a, b > 0 , a + b ≤ 1 b) với a, b, c, d > 0 và a + b + c + d = 1. 140. Tìm giá trị nhỏ nhất của A = 3x + 3y với x + y = 4. 141. Tìm GTNN của với b + c ≥ a + d ; b, c > 0 ; a, d ≥ 0. 142. Giải các phương trình sau : . 143. Rút gọn biểu thức : . 144. Chứng minh rằng, "n Î Z+ , ta luôn có : . 145. Trục căn thức ở mẫu : . 146. Tính : 147. Cho . Chứng minh rằng a là số tự nhiên. 148. Cho . b có phải là số tự nhiên không ? 149. Giải các phương trình sau : 150. Tính giá trị của biểu thức : 151. Rút gọn : . 152. Cho biểu thức : a) Rút gọn P. b) P có phải là số hữu tỉ không ? 153. Tính : . 154. Chứng minh : . 155. Cho . Hãy tính giá trị của biểu thức: A = (a5 + 2a4 – 17a3 – a2 + 18a – 17)2000. 156. Chứng minh : (a ≥ 3) 157. Chứng minh : (x ≥ 0) 158. Tìm giá trị lớn nhất của , biết x + y = 4. 159. Tính giá trị của biểu thức sau với . 160. Chứng minh các đẳng thức sau : 161. Chứng minh các bất đẳng thức sau : 162. Chứng minh rằng : . Từ đó suy ra: 163. Trục căn thức ở mẫu : . 164. Cho . Tính A = 5x2 + 6xy + 5y2. 165. Chứng minh bất đẳng thức sau : . 166. Tính giá trị của biểu thức : với . 167. Giải phương trình : . 168. Giải bất các pt : a) . 169. Rút gọn các biểu thức sau : 170. Tìm GTNN và GTLN của biểu thức . 171. Tìm giá trị nhỏ nhất của với 0 < x < 1. 172. Tìm GTLN của : biết x + y = 4 ; b) 173. Cho . So sánh a với b, số nào lớn hơn ? 174. Tìm GTNN, GTLN của : . 175. Tìm giá trị lớn nhất của . 176. Tìm giá trị lớn nhất của A = | x – y | biết x2 + 4y2 = 1. 177. Tìm GTNN, GTLN của A = x3 + y3 biết x, y ≥ 0 ; x2 + y2 = 1. 178. Tìm GTNN, GTLN của biết . 179. Giải phương trình : . 180. Giải phương trình : . 181. CMR, "n Î Z+ , ta có : . 182. Cho . Hãy so sánh A và 1,999. 183. Cho 3 số x, y và là số hữu tỉ. Chứng minh rằng mỗi số đều là số hữu tỉ 184. Cho . CMR : a, b là các số hữu tỉ. 185. Rút gọn biểu thức : . (a > 0 ; a ≠ 1) 186. Chứng minh : . (a > 0 ; a ≠ 1) 187. Rút gọn : (0 < x < 2) 188. Rút gọn : 189. Giải bất phương trình : (a ≠ 0) 190. Cho a) Rút gọn biểu thức A. b) Tính giá trị của A với a = 9. c) Với giá trị nào của a thì | A | = A. 191. Cho biểu thức : . a) Rút gọn biểu thức B. b) Tính giá trị của B nếu . c) So sánh B với -1. 192. Cho a) Rút gọn biểu thức A. b) Tìm b biết | A | = -A. c) Tính giá trị của A khi . 193. Cho biểu thức a) Rút gọn biểu thức A. b) Tìm giá trị của A nếu . c) Tìm giá trị của a để . 194. Cho biểu thức . a) Rút gọn biểu thức A. b) Tìm giá trị của A để A = - 4 195. Thực hiện phép tính : 196. Thực hiện phép tính : 197. Rút gọn các biểu thức sau : với . b) với x > y > 0 c) với ; 0 < a < 1 d) với a, b, c > 0 và ab + bc + ca = 1 e) 198. Chứng minh : với x ≥ 2. 199. Cho . Tính a7 + b7. 200. Cho a) Viết a2 ; a3 dưới dạng , trong đó m là số tự nhiên. b) Chứng minh rằng với mọi số nguyên dương n, số an viết được dưới dạng trên. 201. Cho biết x = là một nghiệm của phương trình x3 + ax2 + bx + c = 0 với các hệ số hữu tỉ. Tìm các nghiệm còn lại. 202. Chứng minh với nÎ N ; n ≥ 2. 203. Tìm phần nguyên của số (có 100 dấu căn). 204. Cho . 205. Cho 3 số x, y, là số hữu tỉ. Chứng minh rằng mỗi số đều là số hữu tỉ 206. CMR, "n ≥ 1 , n Î N : 207. Cho 25 số tự nhiên a1 , a2 , a3 , a25 thỏa đk : . Chứng minh rằng trong 25 số tự nhiên đó tồn tại 2 số bằng nhau. 208. Giải phương trình . 209. Giải và biện luận với tham số a . 210. Giải hệ phương trình 211. Chứng minh rằng : a) Số có 7 chữ số 9 liền sau dấu phẩy. b) Số có mười chữ số 9 liền sau dấu phẩy. 212. Kí hiệu an là số nguyên gần nhất (n Î N*), ví dụ : Tính : . 213. Tìm phần nguyên của các số (có n dấu căn) : a) b) c) 214. Tìm phần nguyên của A với n Î N : 215. Chứng minh rằng khi viết số x = dưới dạng thập phân, ta được chữ số liền trước dấu phẩy là 1, chữ số liền sau dấu phẩy là 9. 216. Tìm chữ số tận cùng của phần nguyên của . 217. Tính tổng 218. Tìm giá trị lớn nhất của A = x2(3 – x) với x ≥ 0. 219. Giải phương trình : a) b) . 220. Có tồn tại các số hữu tỉ dương a, b không nếu : a) b) . 221. Chứng minh các số sau là số vô tỉ : a) 222. Chứng minh bất đẳng thức Cauchy với 3 số không âm : . 223. Cho a, b, c, d > 0. Biết . Chứng minh rằng : . 224. Chứng minh bất đẳng thức : với x, y, z > 0 225. Cho . Chứng minh rằng : a < b. 226. a) Chứng minh với mọi số nguyên dương n, ta có : . b) Chứng minh rằng trong các số có dạng (n là số tự nhiên), số có giá trị lớn nhất 227. Tìm giá trị nhỏ nhất của . 228. Tìm giá trị nhỏ nhất của A = x2(2 – x) biết x ≤ 4. 229. Tìm giá trị lớn nhất của . 230. Tìm giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất của A = x(x2 – 6) biết 0 ≤ x ≤ 3. 231. Một miếng bìa hình vuông có cạnh 3 dm. Ở mỗi góc của hình vuông lớn, người ta cắt đi một hình vuông nhỏ rồi gấp bìa để được một cái hộp hình hộp chữ nhật không nắp. Tính cạnh hình vuông nhỏ để thể tích của hộp là lớn nhất. 232. Giải các phương trình sau : (a, b là tham số) 233. Rút gọn . 234. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức : 235. Xác định các số nguyên a, b sao cho một trong các nghiệm của phương trình : 3x3 + ax2 + bx + 12 = 0 là . 236. Chứng minh là số vô tỉ. 237. Làm phép tính : . 238. Tính : . 239. Chứng minh : . 240. Tính : . 241. Hãy lập phương trình f(x) = 0 với hệ số nguyên có một nghiệm là : . 242. Tính giá trị của biểu thức : M = x3 + 3x – 14 với . 243. Giải các phương trình : a) . 244. Tìm GTNN của biểu thức : . 245. Cho các số dương a, b, c, d. Chứng minh : a + b + c + d ≥ . 246. Rút gọn : ; x > 0 , x ≠ 8 247. CMR : là nghiệm của phương trình x3 – 6x – 10 = 0. 248. Cho . Tính giá trị biểu thức y = x3 – 3x + 1987. 249. Chứng minh đẳng thức : . 250. Chứng minh bất đẳng thức : . 251. Rút gọn các biểu thức sau : a) c) . 252. Cho . Tính giá trị của biểu thức M biết rằng: . 253. Tìm giá trị nhỏ nhất của : (a < b) 254. Chứng minh rằng, nếu a, b, c là độ dài 3 cạnh của một tam giác thì : abc ≥ (a + b – c)(b + c – a)(c + a – b) 255. Tìm giá trị của biểu thức | x – y | biết x + y = 2 và xy = -1 256. Biết a – b = + 1 , b – c = - 1, tìm giá trị của biểu thức : A = a2 + b2 + c2 – ab – bc – ca. 257. Tìm x, y, z biết rằng : . 258. Cho . CMR, nếu 1 ≤ x ≤ 2 thì giá trị của y là một hằng số. 259. Phân tích thành nhân tử : (x ≥ 1). 260. Trong tất cả các hình chữ nhật có đường chéo bằng 8, hãy tìm hình chữ nhật có diện tích lớn nhất. 261. Cho tam giác vuông ABC có các cạnh góc vuông là a, b và cạnh huyền là c. Chứng minh rằng ta luôn có : . 262. Cho các số dương a, b, c, a’, b’, c’. Chứng minh rằng : Nếu . 263. Giải phương trình : | x2 – 1 | + | x2 – 4 | = 3. 264. Chứng minh rằng giá trị của biểu thức C không phụ thuộc vào x, y : với x > 0 ; y > 0. 265. Chứng minh giá trị biểu thức D không phụ thuộc vào a: với a > 0 ; a ≠ 1 266. Cho biểu thức . a) Rút gọn biểu thức B. b) Tính giá trị của biểu thức B khi c = 54 ; a = 24 c) Với giá trị nào của a và c để B > 0 ; B < 0. 267. Cho biểu thức : với m ≥ 0 ; n ≥ 1 a) Rút gọn biểu thức A. b) Tìm giá trị của A với . c) Tìm giá trị nhỏ nhất của A. 268. Rút gọn 269. Cho với x ≥ 0 ; x ≠ 1. a) Rút gọn biểu thức P. b) Tìm x sao cho P < 0. 270. Xét biểu thức . a) Rút gọn y. Tìm x để y = 2. b) Giả sử x > 1. Chứng minh rằng : y - | y | = 0 c) Tìm giá trị nhỏ nhất của y ? PHẦN II: HƯỚNG DẪN GIẢI 1. Giả sử là số hữu tỉ Þ (tối giản). Suy ra (1). Đẳng thức này chứng tỏ mà 7 là số nguyên tố nên m 7. Đặt m = 7k (k Î Z), ta có m2 = 49k2 (2). Từ (1) và (2) suy ra 7n2 = 49k2 nên n2 = 7k2 (3). Từ (3) ta lại có n2 7 và vì 7 là số nguyên tố nên n 7. m và n cùng chia hết cho 7 nên phân số không tối giản, trái giả thiết. Vậy không phải là số hữu tỉ; do đó là số vô tỉ. 2. Khai triển vế trái và đặt nhân tử chung, ta được vế phải. Từ a) Þ b) vì (ad – bc)2 ≥ 0. 3. Cách 1 : Từ x + y = 2 ta có y = 2 – x. Do đó : S = x2 + (2 – x)2 = 2(x – 1)2 + 2 ≥ 2. Vậy min S = 2 Û x = y = 1. Cách 2 : Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki với a = x, c = 1, b = y, d = 1, ta có : (x + y)2 ≤ (x2 + y2)(1 + 1) Û 4 ≤ 2(x2 + y2) = 2S Û S ≥ 2. Þ mim S = 2 khi x = y = 1 4. b) Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho các cặp số dương , ta lần lượt có: ; cộng từng vế ta được bất đẳng thức cần chứng minh. Dấu bằng xảy ra khi a = b = c. c) Với các số dương 3a và 5b , theo bất đẳng thức Cauchy ta có : . Û (3a + 5b)2 ≥ 4.15P (vì P = a.b) Û 122 ≥ 60P Û P ≤ Þ max P = . Dấu bằng xảy ra khi 3a = 5b = 12 : 2 Û a = 2 ; b = 6/5. 5. Ta có b = 1 – a, do đó M = a3 + (1 – a)3 = 3(a – ½)2 + ¼ ≥ ¼ . Dấu “=” xảy ra khi a = ½ . Vậy min M = ¼ Û a = b = ½ . 6. Đặt a = 1 + x Þ b3 = 2 – a3 = 2 – (1 + x)3 = 1 – 3x – 3x2 – x3 ≤ 1 – 3x + 3x2 – x3 = (1 – x)3. Suy ra : b ≤ 1 – x. Ta lại có a = 1 + x, nên : a + b ≤ 1 + x + 1 – x = 2. Với a = 1, b = 1 thì a3 + b3 = 2 và a + b = 2. Vậy max N = 2 khi a = b = 1. 7. Hiệu của vế trái và vế phải bằng (a – b)2(a + b). 8. Vì | a + b | ≥ 0 , | a – b | ≥ 0 , nên : | a + b | > | a – b | Û a2 + 2ab + b2 ≥ a2 – 2ab + b2 Û 4ab > 0 Û ab > 0. Vậy a và b là hai số cùng dấu. 9. a) Xét hiệu : (a + 1)2 – 4a = a2 + 2a + 1 – 4a = a2 – 2a + 1 = (a – 1)2 ≥ 0. b) Ta có : (a + 1)2 ≥ 4a ; (b + 1)2 ≥ 4b ; (c + 1)2 ≥ 4c và các bất đẳng thức này có hai vế đều dương, nên : [(a + 1)(b + 1)(c + 1)]2 ≥ 64abc = 64.1 = 82. Vậy (a + 1)(b + 1)(c + 1) ≥ 8. 10. a) Ta có : (a + b)2 + (a – b)2 = 2(a2 + b2). Do (a – b)2 ≥ 0, nên (a + b) 2 ≤ 2(a2 + b2). b) Xét : (a + b + c)2 + (a – b)2 + (a – c)2 + (b – c)2. Khai triển và rút gọn, ta được : 3(a2 + b2 + c2). Vậy : (a + b + c)2 ≤ 3(a2 + b2 + c2). 11. a) b) x2 – 4x ≤ 5 Û (x – 2)2 ≤ 33 Û | x – 2 | ≤ 3 Û -3 ≤ x – 2 ≤ 3 Û -1 ≤ x ≤ 5. c) 2x(2x – 1) ≤ 2x – 1 Û (2x – 1)2 ≤ 0. Nhưng (2x – 1)2 ≥ 0, nên chỉ có thể : 2x – 1 = 0 Vậy : x = ½ . 12. Viết đẳng thức đã cho dưới dạng : a2 + b2 + c2 + d2 – ab – ac – ad = 0 (1). Nhân hai vế của (1) với 4 rồi đưa về dạng : a2 + (a – 2b)2 + (a – 2c)2 + (a – 2d)2 = 0 (2). Do đó ta có : a = a – 2b = a – 2c = a – 2d = 0 . Suy ra : a = b = c = d = 0. 13. 2M = (a + b – 2)2 + (a – 1)2 + (b – 1)2 + 2.1998 ≥ 2.1998 Þ M ≥ 1998. Dấu “ = “ xảy ra khi có đồng thời : Vậy min M = 1998 Û a = b = 1. 14. Giải tương tự bài 13. 15. Đưa đẳng thức đã cho về dạng : (x – 1)2 + 4(y – 1)2 + (x – 3)2 + 1 = 0. 16. . 17. a) . Vậy < 7 b) . c) . d) Giả sử . Bất đẳng thức cuối cùng đúng, nên : . 18. Các số đó có thể là 1,42 và 19. Viết lại phương trình dưới dạng : . Vế trái của phương trình không nhỏ hơn 6, còn vế phải không lớn hơn 6. Vậy đẳng thức chỉ xảy ra khi cả hai vế đều bằng 6, suy ra x = -1. 20. Bất đẳng thức Cauchy viết lại dưới dạng (*) (a, b ≥ 0). Áp dụng bất dẳng thức Cauchy dưới dạng (*) với hai số dương 2x và xy ta được : Dấu “ = “ xảy ra khi : 2x = xy = 4 : 2 tức là khi x = 1, y = 2. Þ max A = 2 Û x = 2, y = 2. 21. Bất đẳng thức Cauchy viết lại dưới dạng : . Áp dụng ta có S > . 22. Chứng minh như bài 1. 23. a) . Vậy b) Ta có : . Theo câu a : c) Từ câu b suy ra : . Vì (câu a). Do đó : . 24. a) Giả sử = m (m : số hữu tỉ) Þ = m2 – 1 Þ là số hữu tỉ (vô lí) b) Giả sử m + = a (a : số hữu tỉ) Þ = a – m Þ = n(a – m) Þ là số hữu tỉ, vô lí. 25. Có, chẳng hạn 26. Đặt . Dễ dàng chứng minh nên a2 ≥ 4, do đó | a | ≥ 2 (1). Bất đẳng thức phải chứng minh tương đương với : a2 – 2 + 4 ≥ 3a Û a2 – 3a + 2 ≥ 0 Û (a – 1)(a – 2) ≥0 (2) Từ (1) suy ra a ≥ 2 hoặc a ≤ -2. Nếu a ≥ 2 thì (2) đúng. Nếu a ≤ -2 thì (2) cũng đúng. Bài toán được chứng minh. 27. Bất đẳng thức phải chứng minh tương đương với : . Cần chứng minh tử không âm, tức là : x3z2(x – y) + y3x2(y – z) + z3y2(z – x) ≥ 0. (1) Biểu thức không đổi khi hoán vị vòng x à y à z à x nên có thể giả sử x là số lớn nhất. Xét hai trường hợp : a) x ≥ y ≥ z > 0. Tách z – x ở (1) thành – (x – y + y – z), (1) tương đương với : x3z2(x – y) + y3x2(y – z) – z3y2(x – y) – z3y2(y – z) ≥ 0 Û z2(x – y)(x3 – y2z) + y2(y – z)(yx2 – z3) ≥ 0 Dễ thấy x – y ≥ 0 , x3 – y2z ≥ 0 , y – z ≥ 0 , yx2 – z3 ≥ 0 nên bất đẳng thức trên đúng. b) x ≥ z ≥ y > 0. Tách x – y ở (1) thành x – z + z – y , (1) tương đương với : x3z2(x – z) + x3z2(z – y) – y3x2(z – y) – z3y2(x – z) ≥ 0 Û z2(x – z)(x3 – zy2) + x2(xz2 – y3)(z – y) ≥ 0 Dễ thấy bất đẳng thức trên dúng. Cách khác : Biến đổi bất đẳng thức phải chứng minh tương đương với : . 28. Chứng minh bằng phản chứng. Giả sử tổng của số hữu tỉ a với số vô tỉ b là số hữu tỉ c. Ta có : b = c – a. Ta thấy, hiệu của hai số hữu tỉ c và a là số hữu tỉ, nên b là số hữu tỉ, trái với giả thiết. Vậy c phải là số vô tỉ. 29. a) Ta có : (a + b)2 + (a – b)2 = 2(a2 + b2) Þ (a + b)2 ≤ 2(a2 + b2). b) Xét : (a + b + c)2 + (a – b)2 + (a – c)2 + (b – c)2. Khai triển và rút gọn ta được : 3(a2 + b2 + c2). Vậy : (a + b + c)2 ≤ 3(a2 + b2 + c2) c) Tương tự như câu b 30. Giả sử a + b > 2 Þ (a + b)3 > 8 Û a3 + b3 + 3ab(a + b) > 8 Û 2 + 3ab(a + b) > 8 Þ ab(a + b) > 2 Þ ab(a + b) > a3 + b3. Chia hai vế cho số dương a + b : ab > a2 – ab + b2 Þ (a – b)2 < 0, vô lí. Vậy a + b ≤ 2. 31. Cách 1: Ta có : ≤ x ; ≤ y nên + ≤ x + y. Suy ra + là số nguyên không vượt quá x + y (1). Theo định nghĩa phần nguyên, là số nguyên lớn nhất không vượt quá x + y (2). Từ (1) và (2) suy ra : + ≤ . Cách 2 : Theo định nghĩa phần nguyên : 0 ≤ x - < 1 ; 0 ≤ y - < 1. Suy ra : 0 ≤ (x + y) – ( + ) < 2. Xét hai trường hợp : Nếu 0 ≤ (x + y) – ( + ) < 1 thì = + (1) Nếu 1 ≤ (x + y) – ( + ) < 2 thì 0 ≤ (x + y) – ( + + 1) < 1 nên = + + 1 (2). Trong cả hai trường hợp ta đều có : + ≤ 32. Ta có x2 – 6x + 17 = (x – 3)2 + 8 ≥ 8 nên tử và mẫu của A là các số dương , suy ra A > 0 do đó : A lớn nhất Û nhỏ nhất Û x2 – 6x + 17 nhỏ nhất. Vậy max A = Û x = 3. 33. Không được dùng phép hoán vị vòng quanh x à y à z à x và giả sử x ≥ y ≥ z. Cách 1 : Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho 3 số dương x, y, z : Do đó Cách 2 : Ta có : . Ta đã có (do x, y > 0) nên để chứng minh ta chỉ cần chứng minh : (1) (1) Û xy + z2 – yz ≥ xz (nhân hai vế với số dương xz) Û xy + z2 – yz – xz ≥ 0 Û y(x – z) – z(x – z) ≥ 0 Û (x – z)(y – z) ≥ 0 (2) (2) đúng với giả thiết rằng z là số nhỏ nhất trong 3 số x, y, z, do đó (1) đúng. Từ đó tìm được giá trị nhỏ nhất của . 34. Ta có x + y = 4 Þ x2 + 2xy + y2 = 16. Ta lại có (x – y)2 ≥ 0 Þ x2 – 2xy + y2 ≥ 0. Từ đó suy ra 2(x2 + y2) ≥ 16 Þ x2 + y2 ≥ 8. min A = 8 khi và chỉ khi x = y = 2. 35. Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho ba số không âm : 1 = x + y + z ≥ 3. (1) 2 = (x + y) + (y + z) + (z + x) ≥ 3. (2) Nhân từng vế của (1) với (2) (do hai vế đều không âm) : 2 ≥ 9. Þ A ≤ max A = khi và chỉ khi x = y = z = . 36. a) Có thể. b, c) Không thể. 37. Hiệu của vế trái và vế phải bằng (a – b)2(a + b). 38. Áp dụng bất đẳng thức với x, y > 0 : (1) Tương tự (2) Cộng (1) với (2) = 4B Cần chứng minh B ≥ , bất đẳng thức này tương đương với : 2B ≥ 1 Û 2(a2 + b2 + c2 + d2 + ad + bc + ab + cd) ≥ (a + b + c + d)2 Û a2 + b2 + c2 + d2 – 2ac – 2bd ≥ 0 Û (a – c)2 + (b – d)2 ≥ 0 : đúng. 39. - Nếu 0 ≤ x - < ½ thì 0 ≤ 2x - 2 < 1 nên = 2. - Nếu ½ ≤ x - < 1 thì 1 ≤ 2x - 2 < 2 Þ 0 ≤ 2x – (2 + 1) < 1 Þ = 2 + 1 40. Ta sẽ chứng minh tồn tại các số tự nhiên m, p sao cho : ≤ a + 15p < Tức là 96 ≤ < 97 (1). Gọi a + 15 là số có k chữ số : 10k – 1 ≤ a + 15 < 10k Þ (2). Đặt . Theo (2) ta có x1 < 1 và < 1. Cho n nhận lần lượt các giá trị 2, 3, 4, , các giá trị của xn tăng dần, mỗi lần tăng không quá 1 đơn vị, khi đó sẽ trải qua các giá trị 1, 2, 3, Đến một lúc nào đó ta có = 96. Khi đó 96 ≤ xp < 97 tức là 96 ≤ < 97. Bất đẳng thức (1) được chứng minh. 42. a) Do hai vế của bất đẳng thức không âm nên ta có : | A + B | ≤ | A | + | B | Û | A + B |2 ≤ ( | A | + | B | )2 Û A2 + B2 + 2AB ≤ A2 + B2 + 2| AB | Û AB ≤ | AB | (bất đẳng thức đúng) Dấu “ = “ xảy ra khi AB ≥ 0. b) Ta có : M = | x + 2 | + | x – 3 | = | x + 2 | + | 3 – x | ≥ | x + 2 + 3 – x | = 5. Dấu “ = “ xảy ra khi và chỉ khi (x + 2)(3 – x) ≥ 0 Û -2 ≤ x ≤ 3 (lập bảng xét dấu) Vậy min M = 5 Û -2 ≤ x ≤ 3. c) Phương trình đã cho Û | 2x + 5 | + | x – 4 | = | x + 9 | = | 2x + 5 + 4 – x | Û (2x + 5)(4 – x) ≥ 0 Û -5/2 ≤ x ≤ 4 43. Điều kiện tồn tại của phương trình : x2 – 4x – 5 ≥ 0 Û Đặt ẩn phụ , ta được : 2y2 – 3y – 2 = 0 Û (y – 2)(2y + 1) = 0. 45. Vô nghiệm 46. Điều kiện tồn tại của là x ≥ 0. Do đó : A = + x ≥ 0 Þ min A = 0 Û x = 0. 47. Điều kiện : x ≤ 3. Đặt = y ≥ 0, ta có : y2 = 3 – x Þ x = 3 – y2. B = 3 – y2 + y = - (y – ½ )2 + ≤ . max B = Û y = ½ Û x = . 48. a) Xét a2 và b2. Từ đó suy ra a = b. b) . Vậy hai số này bằng nhau. c) Ta có : . Mà . 49. A = 1 - | 1 – 3x | + | 3x – 1 |2 = ( | 3x – 1| - ½ )2 + ¾ ≥ ¾ . Từ đó suy ra : min A = ¾ Û x = ½ hoặc x = 1/6 51. M = 4 52. x = 1 ; y = 2 ; z = -3. 53. P = | 5x – 2 | + | 3 – 5x | ≥ | 5x – 2 + 3 – 5x | = 1. min P = 1 Û . 54. Cần nhớ cách giải một số phương trình dạng sau :