Sáng kiến kinh nghiệm - Sử dụng công cụ bất đẳng thức đại số để giải một số bài toán liên quan

SỬ DỤNG CÔNG CỤ BẤT ĐẲNG THỨC ĐẠI SỐ ĐỂ GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN LIÊN QUAN A-ĐẶT VẤN ĐỀ Giáo dục và đào tạo bao giờ cũng là cội nguồn của một nền văn hoá dân tộc, là quốc sách hàng đầu của Đảng và Nhà nước ta, trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước ta hiện nay thì Giáo dục và đào tạo lại càng trở nên có vị trí đặc biệt quan trọng, vì vậy việc phát hiện và bồi dưỡng nhân tài cho Đất nước là một vấn đề rất quan trọng và cần thiết trong việc dạy học toán hiện nay, nhằm phát huy năng lực tư duy của học sinh trong quá trình giải toán và phát hiện những học sinh có năng lực về toán học . Đúng như tiêu đề sáng kiến nhằm tổng hợp đưa ra các phương pháp giải toán có tính chất chọn lọc , nhờ khai thác phát triển và sử dụng bất đẳng thức học sinh đã được học trong chương trình toán THCS Để đáp ứng nhu cầu tìm hiểu , học tập của giáo viên và học sinh nhiều phương pháp giải những dạng toán khó đã được xây dựng ,sử dụng bất đẳng thức đã biết vào giải quyết một số bài toán khác , nhằm mục đích đưa ra một tài liệu cho học sinh , giáo viên tìm hiểu và tham khảo thêm và cũng là một tài liệu giúp cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi, thi vào lớp 10-THPT, THPT chuyên của giáo viên được tốt hơn . Với rất nhiều mục đích mà sáng kiến đưa ra , nhưng với thời gian , kiến thức và kinh nghiệm của bản thân còn khiêm tốn , việc biên soạn phụ thuộc vào nhiều yếu tố : tài liệu tham khảo, thực tế , thời gianchắc chắn rằng nội dung của sáng kiến còn chưa được phong phú . Nhưng với sự cố gắng của bản thân chắc chắn sáng kiến là một tài liệu quan trọng cho những người quan tâm đến việc dạy học toán hiện nay . Rất mong nhận được sự đóng góp chân thành của bạn đọc đẻ sáng kiến được hoàn thiện hơn giúp ích cho việc dạy học toán ngày càng hiệu quả cao hơn A. CƠ SỞ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: 1. Thực trạng vấn đề cần giải quyết : Xét một cách toàn diện, toàn bộ học sinh ở cấp THCS “ Rất ngại” phải “ Chạm trán”với những bài toán có nội dung tổng hợp. Nguyên nhân chủ quan là các em không định hướng được cách giải , nguyên nhân khách quan là tính đa dạng của bài toán . Trong khi đó kiến thức và thời lượng mà các em được truyền thụ trong trường THCS còn hạn chế . Nên hầu hết học sinh thường gặp khó khăn khi gặp các bài toán có nội dung tổng hợp , nhất là trong các kỳ thi học sinh giỏi , thi vào lớp 10-THPT chuyên , Vì vậy việc rèn luyện kỹ năng , bồi dưỡng năng lực cho học sinh học tập bộ môn toán ở cấp THCS là rất cần thiết. Bài viết này giới thiệu cách giải một số bài toán thường gặp trong các kỳ thi học sinh giỏi , thi vào lớp 10-THPT nhờ sử dụng công cụ đã biết. Vậy, tôi mạnh dạn đề suất một sáng kiến nhỏ, nhằm góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy trong các nhà trường THCS hiện nay và chuẩn bị hành chang cho học sinh học tập bộ môn toán ở các lớp trên đó là: 2. Cơ sở lý luận : -Với mục tiêu phát hiện , bồi dưỡng và phát triển những học sinh có năng lực về bộ môn toán từ đó xây dựng cho học sinh kỹ năng nhận dạng các dạng bài và rèn luyện kỹ năng giải toán và sự hứng thú của học sinh trong việc học tập bộ môn toán hiện nay -Thúc đẩy việc tìm hiểu mở rộng kiến thức thêm của giáo viên cũng như của học sinh -Xây dựng một tài liệu hoàn chỉnh về một số dạng toán khó thường gặp trong các kỳ thi học sinh giỏi , thi vào lớp 10-THPT chuyên ở cấp THCS -Với nội dung của sáng kiến kinh nghiệm này không chỉ phù hợp với những học sinh có học lực khá, giỏi mà những học sinh yếu hơn vẫn có thể tham khảo được -Việc vận dụng của sáng kiến kinh nghiệm không những giới hạn ở cấp THCS mà còn vận dụng ở nhiều cấp học cao hơn 3. Cơ sở thực tế : -Thực tế chương trình sách giáo khoa chưa xây dựng hoàn chỉnh về nội dung và phương pháp giải của một số dạng toán khó ,thường chỉ mang tính chất giới thiệu chưa sâu về phương pháp của một số dạng toán mà chỉ mang tính chất giới thiệu -Những học sinh muốn tìm hiểu thêm còn lúng túng trong việc tìm tài liệu còn chưa tập trung và mất nhiều thời gian tìm tòi lời giải -Cần thiết phải xây dựng một số chuyên đề về toán học làm tài liệu tham khảo cho việc giảng dạy và học toán được tốt hơn -Cần khai thác và phát triển cao hơn , đầy đủ và hoàn thiện hơn một số dạng toán cơ bản ở trường THCS -Việc viết sáng kiến kinh nghiệm là một công việc thường xuyên , một định hướng của ngành 4. Đối tượng nghiên cứu : Học sinh lớp 9 THCS NGUYỄN ĐÌNH CHIỂU , dự thi học sinh giỏi , thi vào lớp 10-THPT B. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU : 1. Mục đích : -Giới thiệu đầy đủ về phương pháp giải và nội dung một số dạng toán thường gặp ở cấp THCS Nhờ “Sử dụng công cụ bất đẳng thức đại số,để giải một số bài toán liên quan” -Làm cho học sinh hứng thú và yêu thích môn toán hơn, mong muốn được tìm hiểu và nghiên cứu sự thú vị , phong phú của bộ môn toán học, ứng dụng vào thực tế -Phát hiện và bồi dưỡng những học sinh có năng khứu về môn toán -Rèn luyện khả năng tự suy luận lôgic , phát triển trí tuệ và hoàn thiện nhân cách của học sinh một cách toàn diện -Làm tài liệu tham khảo cho giáo viên và học sinh nghiên cứu thêm -Ứng dụng kết quả của các dạng toán vào giải quyết một số bài toán thực tế khác 2. Yêu cầu : -Nắm vững được những định nghĩa , tính chất và một số hằng , bất đẳng thứccơ bản -Hệ thống hoá các kiến thức và phương pháp giải một số dạng toán thường gặp trong các kỳ thi học sinh giỏi , thi vào lớp 10-THPT - Có những kỹ năng cần thiết khi biến đổi các biểu thức đại số ,chứng minh các bất đẳng thức cơ bản - Có lòng nhiệt tình và tâm huyết , say mê tìm hiểu , nghiên cứu , sáng tạo , linh hoạt trong việc dạy và học toán trong các nhà trường hiện nay C. NỘI DUNG I.KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1.Định nghĩa: A,B là hai vế của bất đẳng thức,ta có: 2.Tính chất: * * * * * * * * * So sánh hai phân số cùng tử đều dương 3.Một số hằng bất đẳng thức: * .Dấu “=” xảy ra chỉ khi A=0 *Dấu “=” xảy ra khi A=0 * * *, Dấu “=” xảy ra khi *, Dấu “=” xảy ra khi 4.Công cụ sử dụng phương pháp giải Một số bất đẳng thức thường dùng 1) 2) .Dấu “=” xảy ra khi x=y=0 3) 4), với x,y là hai số cùng dấu 5)sử dụng công thức (ab)2 O để chứng minh bất đẳng thức 6) Bất đẳng thức Côsi .(Với ).Dấu “=’xảy ra khi 7) Bất đẳng thức Bunhiacỗpxki Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi và là hai bộ số tỉ lệ với nhau tức là : 8) Bất đẳng thức Trê-bư-sếp Nếu Nếu . Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi: 9)Bất đẳng thức Schwartz .Dấu “=” xảy ra 10)Bất đẳng thức tam giác: Nếu a,b,c là số đo ba cạnh của tam giác thì: a,b,c >0 Và: 11) ;(x,y>0) 12) ,với x,y,z>0 13) ,với a,b,c>0. II.ỨNG DỤNG BẤT ĐẲNG THỨC ĐỂ GIẢI TOÁN 1.Dùng Bất đẳng thức để tìm cực trị a.Bài toán có nội dung cực trị đại số *Những điểm cần chú ý -nếu f(x) thì f(x)có giá trị nhỏ nhất là A -Nếu f(x) thì f(x) có giá trị lớn nhất là B -Sử dụng bất đẳng thức CôSi khi giải bài toán cực trị *Chú ý: Kỹ thuật chọn điểm rơi trong bất đẳng thức Côsi *Bài toán xuất phát: Cho .Tìm Min (giá trị nhỏ nhất) của: Giải: Sử dụng bất đẳng thức Côsi, ta có: Vậy: x=y thì Min S=2 *Nhận xét: Từ bài toán trên nếu ta thay đổi miền xác định, được một bài toán sau: Thí dụ 1: Cho .Tìm Min của Giải: +Sai lầm thường gặp: Sử dụng Bất đẳng thức CôSi ta có: .Dấu: “=” xảy ra khi: mâu thuẫn với giả thiết +Phân tích và tìm tòi lời giải: Lập bảng biến thiên của , để dự đoán Min S x 3 4 5 19 20 S Theo bảng biến thiên ta thấy khi x tăng thì S càng lớn và từ đó dẫn đến dự đoán khi x =3 thì S nhận giá trị nhỏ nhất .Ta có thể nói :, đạt tại điểm rơi x=3 Do đó Bất đẳng thức Côsi xảy ra dấu bằng tại điều kiện các tham số tham gia phải bằng nhau Nên ta nghĩ đến việc đưa tham số sao cho tại điểm rơi x=3 thì cặp số và phải bằng nhau +Xác định điểm rơi:x=3 cho cặp số: và thì phải xảy ra Từ đó ta biến đổi S theo điểm rơi như sau: *Lời giải đúng: Vây: Với x=3 thì Min S= Thí dụ 2: Cho Tìm Min của Giải: Đặt .Dẫn đến bài toán phụ: Cho tTìm Min của Xác định điểm rơi cho cặp số và thì phải xảy ra : Với t =4 hay Do t =4 nên nên Vậy: Thí dụ 3:Cho a,b,c >0 và a+2b+3c20 Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức Giải:.Dự đoán S =1, tại điểm rơi a=2, b=3,c=4. Sử dụng Bất đẳng thức CôSi ta có: Mà: Cộng tứng vế các bất đẳng thức (1) và (2) ta được: Thí dụ 4: Tìm giá trị nhỏ nhất của: T= Giải: Ta có: Và (2) Vậy T= Từ (1) suy ra dấu “=” xảy ra khi: Từ(2) suy ra dấu “=” xảy ra khi: Vậy: T có giá trị nhỏ nhất là 4 khi Thí dụ 5: Tìm giá trị lớn nhất của S=xyz.(x+y)(y+z)(z+x) x,y,z >0 và x+y+z =1 Giải: Vì: x,y,z >0 , áp dụng bất đẳng thức Côsi ta có: Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho x+y;y+z;x+z ta có: Dấu “=” xảy ra khi Vây: Vây:S có giá trị lớn nhất bằng khi Thí dụ 6: Cho xy+yz+zx=1. Tìm giá trị nhỏ nhất của Giải: Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacôpxki cho 6 số(x,y,z);(x,y,z) Ta có: áp dụng bất đẳng thức Bunhiacôpxki cho và Ta có: Suy ra (2) Từ (1) và (2) suy ra Vậy : có giá trị nhỏ nhất là: khi Thí dụ 7:Cho x,y là các số thực thay đổi .Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: (Câu IV.2 thi ĐH khối B-năm 2007) Giải: Ngoài cách giải bằng phương pháp toạ độ, xét tính chất biến thiên của hàm số, sử dụng công cụ đạo hàm trong chương trình toán cấp THPT, ta cũng có thể giải bài toán trên bằng phương pháp bất đẳng thức mà học sinh khá giỏi ở cấp THCS cũng có thể giải được Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacôpxki, ta có: và Đẳng thức xảy ra *Chú ý:Từ bài toán trên ta có hướng giải bài toán tổng quát sau: Cho x,y là các số thực thay đổi. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức : Trong đó:là hằng số Đáp số: Thí dụ 8: Trong tam giác vuông có cùng cạnh huyền , tam giác nào có diện tích lớn hơn Giải: Gọi cạnh huyền của tam giác là 2a đường cao thuộc cạnh huyền là h Hình chiếu các cạnh góc vuông lên cạnh huyền là x và y . Ta có: Vì :a không đổi mà x+y =2a Vây: S lớn nhất khi x.y lớn nhất Vây: trong các tam giác có cùng cạnh huyền thì tam giác vuông cân có diện tích lớn nhất b.Bài toán có nội dung cực trị hình học I, Bài tập đưa về dạng vận dụng bất đẳng thức:( x+y)2 Thí dụ 9: Tính độ dài các cạnh của tam giác ABC có chu vi 8 cm , AB-AC=1cm sao cho đoạn tiếp tuyến của đường tròn nội tiếp song song với BC bị chắn bởi hai cạnh kia có giá trị lớn nhất Giải: hình :1 Gọi đoạn tiếp tuyến là DE . Đặt BC=x . Ta có : Vì:DE//BC nên đồng dạng . A Mà chu vi của tam giác ADE =AM+AN =AB+AC-BC =8-2x. Do đó : D E M N Do đó : BC=2cm ; AB= 3,5cm; AC=2,5cm B x C hình1 Thí dụ 10: Cho tam giác ABC và AD, BE, CF là các phân giác trong của nó . Gọi S0 và S lần lượt là diện tích của tam giác DEF và ABC . Chứng minh rằng : 4S0 Giải: Ký hiệu như hình 2, AB=c,BC=a,CA=b S0=SDEF ,S=SABC ,S1=SAEF,S2=SBFD,S3=SCDE Ta có : A Theo tính chất đường phân giác ta có: E F B D C hình:2 Suy ra:; tương tự ta cũng có: ; khi đó : Bất đẳng thức cuối cùng luôn đúng nên ta có điều phải chứng minh : II. Bài tập đưa về dạng vận dụng bất đẳng thức :; hoặc : Thí dụ 11: Chứng minh rằng trong các tứ giác lồi có hai đường chéo bằng m và vuông góc , hình vuông có chu vi nhỏ nhất Giải: B ( hình 3) Xét tứ giác ABCD có : ( hằng số) Kí hiệu như (hình vẽ 3 ) a b/ b áp dụng bất đẳng thức : ta có : A a/ H c/ C d d/ c Ta có : AB.BC( xảy ra dấu “=” khi và chỉ khi : D hình 3 Nên : ab +ad +bc +cd Từ (1) và (2) suy ra : (a+b+c+d)2 =8m2 Do đó :Min (a+b+c+d)=2m . Khi đó : a+b=c+d và :, tức là : ABCD là hình vuông Thí dụ 12: Giải bài toán trong thí dụ trên bằng cách khác : Áp dụng bất đẳng thức : Ta có : Tương tự: Do đó . Vậy : Min (a+b+c+d)=. Suy ra : ABCD là hình vuông III. Bài tập đưa về dạng vận dụng bất đẳng thức Cô-si: , dấu “=” xảy ra Thí dụ 13: Chứng minh rằng: a, Trong các hình chữ nhật có cùng chu vi thì hình vuông có diện tích lớn nhất b, Trong các hình chữ nhật có cùng diện tích thì hình vuông có chu vi bé nhất . ( bài tập 67, SBT toán 9 tập I-Nxb GD) Giải: (ký hiệu như hình 4) a,Với các hình chữ nhật có cùng chu vi thì : A x D không đổi ( bằng một phần tư chu vi ) y Từ bất đẳng thức : và không đổi B ( hình :4) C suy ra : . Vậy Max:=. Dấu “=” xảy ra chỉ khi: x=y; điều đó có nghĩa là trong các hình chữ nhật có cùng chu vi thì hình vuông có diện tích lớn nhất b,Với các hình chữ nhật có cùng diện tích thì tích xy không đổi nên từ : suy ra : đạt giá trị nhỏ nhất bằng khi và chỉ khi:x=y Điều đó có nghĩa là : trong các hình chữ nhật có cùng diện tích thì hình vuông có chu vi bé nhất Thí dụ 14 Cho tam giác ABC vuông tại A . D là điểm nằm giữa hai điểm B và C . E và F lần lợt là hình chiếu của D lên AB và AC . Hãy xác định vị trí của điểm D để tứ giác AEDF có diện tích lớn nhất ? B Giải: Ta có : AEDF là hình chữ nhật nên : hình 5 SAEDF =AE.AF(1) E D ABC là tam giác vuông tại A nên ta có : SABC =; A F C ( áp dụng BĐT: ; a,b), ta có: hình 5 SABC= Ta lại có :đồng dạng (do AE=DF;AF=DE)(3) Từ (1);(2)và (3)ta suay ra : SABC . Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi : AE=BE và AF=CFDB=DC; D là trung điểm của BC Vậy : khi D là trung điểm của BC thì SAEDF Đạt giá trị lớn nhất và bằng Thí dụ 15: Cho đường tròn (O;R) và hai điểm B và C cố định trên (O;R) thoả mãn góc BOC bằng 1200.Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức .Khi cho M di động trên cung nhỏ BC của đường tròn (O;R); (Bài VI-Thi vào lớp 10-THPT chuyên Đà Nẵng:Năm học 2008-2009) A Giải : hình 6 Gọi A là điểm chính giữa của cung lớn BC Khi đó tam giác ABC là tam giác đều Trên cạnh AM lấy điểm I sao cho: IM =MB , do BMI= BCA=600BMI đều Ta có: MBC=IBA(=600-CBI) Lại có:BM =BI và BMC =BIA =1200 Do đó: I Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho hai số dương ta có: B C Vậy: Giá trị nhỏ nhất của biểu thức: M D hình 6 bằng M: là điểm chính giữa của cung nhỏ BC IV.Bài tập đưa về dạng vận dụng bất đẳng thức Bu –nhia-côp-xki: .Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi: Thí dụ 16: Cho nửa đường tròn tâm O đường kính MN . Trong các hình chữ nhật ABCD nội tiếp nửa đường tròn (A và D thuộc MN , B và C thuộc nửa đường tròn ). Hình nào có chu vi lớn nhất ? Giải: ( hình 7) Đặt AB=b,OA=a.Ta có: chu vi ABCD lớn nhất khi và chỉ khi: 2a+b lớn nhất lớn nhất . Áp dụng bất đẳng thức : Bu –nhia-côp-xki ta có: B B/ C M A A/ O D N hình 7 Vậy : Hình chữ nhật ABCD có chu vi lớn nhất bằng AD=4AB.Cách dựng hình chữ nhật đó được thể hiện trên hình 6 trong đó : OA/=2A/B/; OB/ cắt nửa đường tròn ở B Thí dụ 17: Cho điểm M cố định thuộc miền trong của góc vuông xOy .Một đường thẳng d qua M cắt Ox và Oy theo thứ tự tại A và B . Xác định vị trí của đường thẳng d sao cho: a)Diện tích tam giác OAB bé nhât? y b)OA+OB bé nhất? Giải: hình 8 B Kẻ (hình 8) Đặt OP =a,OQ =b, OA=x,OB =y. Q M Ta có:suy ra: a)Áp dụng bất đẳng thức Côsi,ta có: O P A x hình 8 Suy ra:.Đẳng thức xảy ra chỉ khi:d//PQ Vậy: Mind//PQ b) Áp dụng bất đẳng thức : Bu –nhia-côp-xki ta có . Đẳng thức xảy ra chỉ khi:, kết hợp với(*) ta có: ,từ đó tìm được . Vậy: Giá trị nhỏ nhất của Thí dụ 18: Cho tam giác ABC có ba góc nhọn, nội tiếp đường tròn tâm O bán kính R.Gọi D,E,F lần lượt là giao điểm của các đường thẳng AO, với BC ,BO với AC ,CO với AB.Xác định dạng của tam giác ABC khi tổng:AD +BE +CF có giá trị nhỏ nhất Giải: hình 9 Kí hiệu S là diện tích . Ta có: A Tương tự: ; F E Suy ra: . O Hay:. B D C Từ đó áp dụng bất đẳng thức Bunhiacôpxki ta có: . hình 9 Vây: .Dấu đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi: AB=BC=AC tức là tam giác ABC đều II.Dùng bất đẳng thức để giải phương trình, hệ phương trình Thí dụ 19:Giải phương trình sau: Giải Ta có: Vây: Dấu “=” xảy ra khi: x+1=0x=-1 Vây: Khi x=-1 Vậy phương trình có nghiệm duy nhất x=-1 Thí dụ 20: Giải phương rình: Giải:Điều kiện: hoặc Gọi vế trái và vế phải của (1) là A và B Áp dụng Bất đẳng thức Bunhiacôpxki cho hai bộ số và Ta có:.Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi:x =-1 Do hoặc nên Áp dụng Bất đẳng thức Côsi ta có: . Dấu: “=” xảy ra khi và chỉ khi:x=-1 và Vây: nghiệm của phương trình là:x=-1 Thí dụ 21: Giải phương trình: GiảiVì:,do đó Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho 3 số dương :ta có: Từ (1) và (2) suy ra: Lại có: nên từ (3) suy ra:( thoả mãn) Vây: phương trình đã cho có nghiệm duy nhất Thí dụ 22: Giải phương trình Giải: Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacôpxki ta có: .Dấu “=” xảy ra khi x=1 Mặt khác Dấu “=” xảy ra khi Vây: Vây: Nghiệm của phương trình là: Thí dụ 23: Giải hệ phương trinh (Câu II.2.Thi ĐH khối A-năm 2007) Giải: Ngoài cách giải thông thường trong chương trình toán THPT, ta có thể sử dụng phương pháp bất đẳng thức mà học sinh khá giỏi cấp THCS cũng có thể giải được Điều kiên: Từ (1) có: Từ (1) áp dung bất đẳng thức Côsi ta có: Từ (2) áp dụng bất đẳng thức Bunhiacôpxki ta có: Từ (3) và (4) có: *Chú ý: Từ bài toán trên ta có thể khái quát cách giải theo hướng sau: Trong đó:.là các hằng số Thí dụ 24:Giải hệ phương trình sau: Giải: áp dụng bất đẳng thức Côsi ta có: Vì: x+y+z=1 nên . Dấu “=” xảy ra khi: Vây: có nghiệm Thí dụ 25: Giải hệ phương trình sau: Giải Từ phương trình (1) ta suy ra:hay Từ phương trình (2 ta suy ra Nếu: Nếu: Vây: hệ phương trình có nghiệm: và III.Dùng bât đằng thức để giải phương trình nghiệm nguyên Thí dụ 26:Tìm các số nguyên x, y z thoả mãn bất đẳng thức Giải Vì x,y,z là các số nguyên nên (*) Mà: ; Vây: các số cần tìm là Thí dụ 27:Tìm nghiệm nguyên dương của phương trình: Giải: Không mất tính tổng quát ta giả sử Ta có: Mà z nguyên dương nên z=1 Thay z=1 vào phương trình ta được: Theo giả sử mà y nguyên nên hoặc Với không thích hợp Với , ta có Vây(2,2,1) là một nghiệm của phương trình .Hoán vị các số trên ta được các nghiệm của phương trình là: (2,2,1);(2,1,2);(1,2,2) Thí dụ 28:Tìm các cặp số nguyên thoả mãn phương trình Giải: Từ (*) với x<0 ,y < 0 thì phương trình không thoả mãn (*)với x > 0,y >0 Ta có : Đặt .Ta có: . Nhưng Mà giữa k và k+1 là hai số nguyên dương liên tiếp không tồn tại một số nguyên dương nào cả Nên không có cặp số nguyên dương nào thoả mãn phương trình Vây:phương trình có nghiệm duy nhất là:x=0;y=0 Thí dụ 29. Giải phương trình : ( Bài III.1-Đề thi vào lớp 10-THPT chuyên Lam Sơn-Thanh Hoá năm học 2009-2010) Giải: 1.Điều kiên: Phương trình đã cho tương đương với Vậy phương trình có nghiệm (x;y;z)=(3;-2008;2011) Thí dụ 30. Giải phương trình : (1) Giải: Điều kiện : Vế trái của phương trình là tổng của ba biểu thức không âm nên sẽ bằng 0 khi và chỉ khi ( thoả mãn điều kiện) Vậy: nghiệm của phương trình là: Thí dụ 31: Tìm nghiệm nguyên của phương trình : Giải Đặt: . Thì phương trình đã cho có dạng : Do nên chia hết cho 2 Mặt khác : Do đó : Vì là số nguyên chẵn nên Do đó Muốn cho là một số nguyên ta chỉ chọn được Do đó Ta được các nghiệm nguyên : (x;y)của phương trình là:(-1;-3),(-3;-1),(0;2),(2;0) Thí dụ 32:Tìm tất cả các cặp số tự nhiên x,y sao cho: Giải Ta có: Bởi vì : 1989=32 .13.17 Vế phải (1989-x+y)2 là số chính phương với k là số tự nhiên. Phương trình có nghiệm là:(x;y)=(0;1989);(1989;0) Việc sử dụng tính chất trên để giải toán mang lại một lời giải ngắn gọn , hiệu quả . Tuy nhiên cần linh hoạt sáng tạo để tìm cách giải sáng tạo hợp lý cho từng trường hợp cụ thể .Linh hoạt và sáng tạo đó là đức tính của con người năng động mà mỗi học sinh cần phải rèn luyện và phấn đấu để hoàn thiện chính mình , thực sự là những con người “Vừa hồng” ; “ Vừa chuyên”, đáp ứng đựơc công cuộc đổi mới của đát nước ta hiện nay D.KẾT QUẢ CỦA SKKN VÀ VIẾT CÁC CHUYÊN ĐỀ TOÁN HỌC : I. Kết quả của việc thực hiện SKKN Vừa phụ trách về chuyên môn và trực tiếp giảng dạy bộ môn toán lớp 9 nhiều năm của nhà trường, bằng nghiên cứu, kinh nghiệm thực tiễn trong quá trình dạy học cần thiết phải xây dựng một số chuyên đề về toán học làm tài liệu tham khảo cho việc giảng dạy và học toán được tốt hơn, nhằm khai thác và phát triển cao hơn , đầy đủ và hoàn thiện hơn một số dạng toán cơ bản và nâng cao ở trường THCS Việc “Sử dụng công cụ bất đẳng thức đại số,để giải một số bài toán liên quan”thường gặp trong các kỳ thi học sinh giỏi , thi vào lớp 10-THPT, đã được đội ngũ cán bộ giáo viên nhà trường và đồng nghiệp trong khu vực và địa bàn coi đây là một chuyên đề hữu ích thêm một kênh nữa rất thiết thực trong việc giảng dạy và bồi dưỡng năng lực học tập bộ môn toán của học sinh, một chuyên đề bồi dưỡng được các thầy cô giáo ôn thi học sinh giỏi lớp 9 của nhà trường nhiều năm qua trong việc giảng dạy và luyện tập ,ôn tập cho học sinh thi học sinh giỏi môn toán lớp 9, ôn thi vào lớp 10-THPT và nhân rộng trong phong trào thi đua dạy và học về việc đổi mới phương pháp giảng dạy trong các nhà trường hiện nay. Trong những năm học qua thầy và trò trường THCS NGUYỄN ĐÌNH CHIỂU trong 4 năm học ,đã thu được kết quả cụ thể sau đây: Chất lượng mũi nhọn học sinh giỏi cấp Huyện : Năm học Số học sinh dự thi Số học sinh đạt giải Số lượng % 2006-2007 6 3 50 2007-2008 6 4 75 2008-2009 3 3 100 2009-2010 3 3 100 2.Chất lượng học sinh dự thi vào lớp 10-THPT (hệ công lập) Năm học Số học sinh tham gia Số học sinh trúng tuyển % Số học sinh đạt loại khá giỏi Số lượng % 2005-2006 135 60 44,4 23 38,3 2006-2007 102 51 50,0 31 60,8 2007-2008 62 38 61,3 25 65,8 2008-2009 45 34 75,6 23 67,7 II. Viết các chuyên đề toán học đã được sử dụng Việc khai thác một số tính chất hay từ một bài toán trong chương trình toán THCS là rất cần thiết , SKKN đề tài nghiên cứu khoa học là một công việc làm thường xuyên và khoa học nhằm dạy và học bộ môn toán ngày càng tốt hơn tạo ra được nhiều nhân tài cho đất nước . Bản thân đã có nhiều bài viết được đăng trên các tạp chí, được ứng dụng trong việc dạy và học toán +Tạp chí Toán học &tuổi trẻ : -Số 380 tháng 02 năm 2009 bài: Sử dụng công cụ Đại số để giải một số bài tập hình học -Số 392 tháng 02 năm 2010 bài:Vận dụng hệ thức lượng trong chứng minh hình học +Tạp chí Thế giới trong ta : - Chuyên đề 89+90 năm 2009 bài viết:Sử dụng công cụ “Tỉ lệ thuận (nghịch) dãy tỉ số bằng nhau để giải một số bài toán có nội dung hình học -Chuyên đề 85+86,năm 2009 bài viết : Khai thác và phát triển từ một bài toán trong sách giáo khoa toán 9 -Chuyên đề 95+96,năm 2010 bài viết :Phát hiện thêm những ứng dụng của định lý Tale +SKKN thuộc năm 2008-2009 bài viết: Sử dụng công cụ để giải toán, đã được ứng dụng rộng rãi trong việc dạy và học trong các nhà trường hiện nay E. KẾT LUẬN Trong cuốn sách này , tôi đã cố gắng chọn lọc những bài tập điển hình nhất trong mỗi dạng , hệ thống các kiến thức toán học được học rải rác trong hai năm lớp 8 và lớp 9 theo từng chuyên đề cụ thể , đó là những vấn đề cơ bản và thiết yếu có nhiều liên quan đến các kiến thức thường gặp trong các kỳ thi. Tôi không muốn các em học sinh chỉ biết giải từng bài một cách máy móc do đó bên cạnh việc phân chia các dạng toán ở mức độ nhất định , đã coi trọng phân tích đặc điểm của bài toán để có lời giải hợp lí , lưu ý những sai lầm dễ mắc của học sinh khi giải một bài toán , đồng thời thông qua các bài tập mà rèn luyện kỹ năng học tập bộ môn toán và rèn luyện đức tính sáng tạo , có ý thức tổ chức kỷ luật , làm việc khoa học, nền nếp, gọn gàng ngăn nắp có trách nhiệm cao trong công việc được giao, có ý trí vươn lên trong học tập ... cung cấp thêm kinh nghiệm giải toán và rèn luyện phương pháp suy luận toán học . Như vậy ,ôn tập theo cuốn sách này , các em có thể tự giải được các bài toán thường gặp trong các kì thi tốt nghiệp THCS, thi học sinh giỏi , thi vào lớp 10-THPT, đồng thời chuẩn bị tốt để học toán ở lớp trên. Sự phân chia các dạng toán này trong cuốn sách chỉ có tính chất tương đối . Cho dù đã có cách giải chung cho mỗi dạng toán , xong nhiều bài toán vẫn còn có những lời giải riêng phù hợp với nó và chính điều đó là một trong những vẻ đẹp sáng tạo của toán học . Do đó ngoài cách giải đã nêu trong cuốn sánh , các em học sinh nên cố gắng tìm thêm cho mình các cách giải khác . Trên đây là một số biện pháp giải phương trình, bất đẳng thức, cực trịthường gặp trong các kì thi, qua thực tế giảng dạy và ôn thi cho học sinh cuối cấp THCS tôi thấy kết quả đạt được khá khả quan , chất lượng học sinh đạt giải trong các kì thi năm sau cao hơn năm trước ,tỉ lệ học sinh yếu giảm dần , tỉ lệ học sinh khá giỏi tăng lên rõ rệt như đã nêu rõ cụ thể ở trên .Hi vọng rằng sáng kiến kinh nghiệm này sẽ đóng góp một phần nhỏ bé, tài liệu thiết thực trong giảng dạy bộ môn toán ở trờng THCS và bồi dưỡng học sinh giỏi toán trong các kì thi Với khung thời gian có hạn, kinh nghiệm còn hạn chế “Sử dụng công cụ bất đẳng thức đại số,để giải một số bài toán liên quan”.Của tôi không sao tránh được những điểm còn thiếu xót. Kính mong các thầy ,cô giáo đóng góp ý kiến chân thành để tôi khắc phục và tránh được những điểm còn hạn chế để cuốn sách này được hoàn chỉnh hơn trong lần tái bản. Xin chân thành cảm ơn ! Ngày 09 tháng 5 năm 2010 Người viết