Câu 37222 - Tự Học 365
Câu hỏi Vận dụng cao

Xét sự biến thiên của hàm số \(y = \sqrt {4x + 5}  + \sqrt {x - 1} \) trên tập xác định của nó. Áp dụng tìm số nghiệm của phương trình \(\sqrt {4x + 5}  + \sqrt {x - 1}  = 3\)


Đáp án đúng: a
Luyện tập khác

Phương pháp giải

- Lấy ${x_1},\,{x_2} \in \left[ {1; + \infty } \right),\,\,{x_1} e {x_2}$, xét dấu tỉ số \(\dfrac{{f\left( {{x_2}} \right) - f\left( {{x_1}} \right)}}{{{x_2} - {x_1}}}\) và suy ra tính đồng biến nghịch biến của hàm số trên TXĐ.

- Chỉ ra một giá trị của \(x\) làm cho hai vế của phương trình bằng nhau, từ đó kết luận số nghiệm.

Xem lời giải

Lời giải của Tự Học 365

ĐKXĐ: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{4x + 5 \ge 0}\\{x - 1 \ge 0}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x \ge  - \dfrac{5}{4}}\\{x \ge 1}\end{array}} \right. \Leftrightarrow x \ge 1\)

Suy ra TXĐ: ${\rm{D}} = \left[ {1; + \infty } \right)$

Với mọi ${x_1},\,{x_2} \in \left[ {1; + \infty } \right),\,\,{x_1} e {x_2}$ ta có

\(\begin{array}{l}f\left( {{x_2}} \right) - f\left( {{x_1}} \right) = \sqrt {4{x_2} + 5}  + \sqrt {{x_2} - 1}  - \sqrt {4{x_1} + 5}  - \sqrt {{x_1} - 1} \\ = \dfrac{{4\left( {{x_2} - {x_1}} \right)}}{{\sqrt {4{x_2} + 5}  + \sqrt {4{x_1} + 5} }} + \dfrac{{{x_2} - {x_1}}}{{\sqrt {{x_2} - 1}  + \sqrt {{x_1} - 1} }}\\ = \left( {{x_2} - {x_1}} \right)\left( {\dfrac{4}{{\sqrt {4{x_2} + 5}  + \sqrt {4{x_1} + 5} }} + \dfrac{1}{{\sqrt {{x_2} - 1}  + \sqrt {{x_1} - 1} }}} \right)\end{array}\)

Suy ra \(\dfrac{{f\left( {{x_2}} \right) - f\left( {{x_1}} \right)}}{{{x_2} - {x_1}}} = \dfrac{4}{{\sqrt {4{x_2} + 5}  + \sqrt {4{x_1} + 5} }} + \dfrac{1}{{\sqrt {{x_2} - 1}  + \sqrt {{x_1} - 1} }} > 0\)

Nên hàm số \(y = \sqrt {4x + 5}  + \sqrt {x - 1} \) đồng biến trên khoảng $\left[ {1; + \infty } \right)$.

Vì hàm số đã cho đồng biến trên $\left[ {1; + \infty } \right)$ nên

Nếu \(x > 1 \Rightarrow f\left( x \right) > f\left( 1 \right)\) hay  \(\sqrt {4x + 5}  + \sqrt {x - 1}  > 3\)

Suy ra phương trình \(\sqrt {4x + 5}  + \sqrt {x - 1}  = 3\) vô nghiệm

Nếu $x < 1 \Rightarrow f\left( x \right) < f\left( 1 \right)$ hay  \(\sqrt {4x + 5}  + \sqrt {x - 1}  < 3\)

Suy ra phương trình \(\sqrt {4x + 5}  + \sqrt {x - 1}  = 3\) vô nghiệm

Với \(x = 1\) dễ thấy nó là nghiệm của phương trình đã cho

Vậy phương trình có nghiệm duy nhất $x = 1$.

Đáp án cần chọn là: a

Toán Lớp 12