Sáng kiến kinh nghiệm Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải

1. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG TRÌNH VÔ TỈ VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Lĩnh vực: Môn Toán Năm học 2014- 2015 1 /29
2. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải Mục lục Nội dung Trang A. Đặt vấn đề 1. Lý do chọn đề tài 3 2. Mục đích nghiên cứu 3 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3 3.1. Đối tượng nghiên cứu 3 3.2. Khách thể nghiên cứu 3 4. Phương pháp nghiên cứu 4 4.1 Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý luận 4 4.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn. 4 4.3. Nhóm các phương pháp hỗ trợ 4 5. Phạm vi nghiên cứu 4 B. Nội dung I. Cơ sở lí luận và thực tiến 4 1 . Cơ sở khoa học 4 2. Cơ sở thực tiến 5 II: Thực trạng 5 1. Thực trạng 5 2. Nguyên nhân của những hạn chế 5 3. Thực trạng trước khi thực hiện đề tài 6 III. Nội dung nghiên cứu 1. Phương pháp nâng lên lũy thừa 7 2. Phương pháp đưa về phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối 9 3. Phương pháp sử dụng bất đẳng thức 12 4. Phương pháp đưa về phương trình tích 15 5. Phương pháp đặt ẩn phụ 17 6. Giải và biện luận phương trình vô tỉ 24 IV. Kết quả 26 Tài liệu tham khảo 27 C. Kết luận và khuyến nghị 1. Kết luận 28 2. Khuyến nghị 28 2 /29
3. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải A: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Sau khi trực tiếp giảng dạy bộ môn Toán lớp 9, qua quá trình giảng dạy và kết quả các bài kiểm tra ở chương I Đại số 9 tôi nhận thấy học sinh thường lúng túng hoặc không đủ kiến thức để giải thành thạo các phương trình vô tỉ. Khi học sinh không nắm vững kiến thức về căn bậc hai cũng như các phương pháp giải phương trình vô tỉ cơ bản thì không biết giải hoặc hay mắc sai lầm là điều khó tránh khỏi. Mà các kiến thức về căn bậc hai và các bài tập liên quan đến căn bậc hai là rất quan trọng trong chương trình, đặc biệt là chương trình toán 9 và toán cấp 3 sau này. Vì sao học sinh thường không nắm vững các bước giải phương trình vô tỉ ? Bài toán giải phương trình vô tỷ là bài toán khó vì nó chứa đựng nhiếu kiến thức như tính chất về thứ tự và các phép tính cộng, nhân, kiến thức về giá trị tuyệt đối, giải phương trình, giải bất phương trình . Khi gặp các bài toán về giải phương trình vô tỉ học sinh thường ngại khó do phải sử dụng nhiều lượng kiến thức vì vậy ít lưu tâm khi tiếp thu kiến thức cũng như vượt khó để giải thành thạo các dạng bài tập đó. Làm thế nào để học sinh dễ nắm được kiến thức, nắm vững phương pháp cũng như các bước giải phương trình vô tỉ . Trong các năm vừa qua, từ thực tế giảng dạy, trao đổi với đồng nghiệp và tham khảo các tài liệu tôi rút ra các dạng cơ bản thường gặp của phương trình vô tỉ, các phương pháp cơ bản để giải từng dạng cơ bản đó. Với hệ thống kiến thức này học sinh dễ tiếp thu và giải thành thạo các phương trình vô tỉ trong chương trình toán 9 2. Mục đích nghiên cứu - Kiến thức: Học sinh hiểu và làm được một số dạng toán về phương trình vô tỷ. biết kết hợp giải phương trình và bất phương trình vào giải phương trình vô tỉ, tránh những sai lầm khi giải dạng toán liến quan đến phương trình vô tỉ - Kĩ năng: Học sinh biết giải các dạng phương trình vô tỉ - Thái độ: Học sinh có khả năng nhận diện các dạng phương trình từ đó giải chính xác các dạng phương trình vô tỉ Học sinh cã kh¶ n¨ng tư duy, thµnh lËp c¸c bµi to¸n míi, tÝnh cÈn thËn trong tÝnh to¸n. 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3. 1. Đối tượng nghiên cứu - Phương pháp dạy học môn toán 9 (đại số). - Chương trình toán lớp 9 (đại số). - Một số dạng bài tập toán 9 (đại số) về phương trình vô tỷ 3. 2. Khách thể nghiên cứu 3 /29
4. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải - Học sinh học tập môn toán 9 (đại số) của một trường thuộc quận Đống Đa – Hà Nội. 4. Phương pháp nghiên cứu 4. 1. Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý luận Phương pháp phân tích và tổng hợp, phương pháp so sánh, khái quát hóa, hệ thống hóa. 4. 2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp điều tra xã hội học: Phỏng vấn và điều tra bằng phiếu để thu thập các thông tin. - Phương pháp chuyên gia. - Phương pháp tổng kết kinh nghiệm trong dạy học trung học cơ sở. 4. 3. Nhóm các phương pháp hỗ trợ Dùng phương pháp thống kê để tổng hợp số liệu. 5. Phạm vi nghiên cứu Chương I phần đại số 9. B.NỘI DUNG I: Cơ sở lí luận và thực tiễn 1)Cơ sở khoa học: Cùng với sự đổi mới phát triển của đất nước- Nền giáo dục của Việt Nam có những biến đổi sâu sắc về mục tiêu, nội dung sách giáo khoa và cả phương pháp giáo dục, một trong những đổi mới cơ bản hiện nay là đổi mới mục tiêu dạy học ở trường THCS, dạy theo hướng phát triển tư duy, năng lực sáng tạo của học sinh. Định hướng được thể chế hóa trong luật giáo dục điều 24.2: "Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực tự giác chủ động sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, tự rèn lụyên kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh. Là một giáo viên Toán khối THCS, tôi nhận thức được, bộ môn Toán THCS có vai trò quan trọng bởi các kiến thức kĩ năng có nhiều ứng dụng trong đời sống. Nó cung cấp những kiến thức Toán học phổ thông cơ bản có hệ thống và toàn diện, những kiến thức này phải phù hợp với trình độ hiểu biết hiện đại theo tinh thần kỹ thuật tổng hợp, tạo điều kiện hướng nghiệp gắn với cuộc sống. Nhằm chuẩn bị tốt cho các em tham gia vào lao động sản xuất hoặc tiếp tục học lên phổ thông trung học. Đồng thời môn Toán góp phần phát triển năng lực tư duy khoa học, rèn luyện kỹ năng cơ bản có tính chất kỹ thuật tổng hợp góp phần xây dựng thế giới quan khoa học rèn luyện phẩm chất đạo đức của người 4 /29
5. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải lao động mới Thực tế trong giảng dạy cho thấy, việc giải bài tập Toán cấp THCS là một vấn đề làm cho nhiều học sinh cảm thấy khó và sợ . 2)Cơ sở thực tiễn: Vẫn còn nhiều học sinh chưa tổng hợp được kiến thức Toán từ lớp 6,7,8,9. Các em chưa hiểu sâu , hiểu kĩ các kiến thức Toán, còn thụ động lĩnh hội kiến thức . Trong khi chữa bài tập, nhiều học sinh vẫn còn thờ ơ, nhiều học sinh chỉ cần kết quả đối chiếu , thậm chí vẫn còn học sinh chưa biết tóm tắt bài toán bằng các kí hiệu, việc kết hợp nhiều lượng kiến thức vào giải một dạng toán đối với học sinh lại càng khó và dẫn đến việc các em lười suy nghĩ. Trong thực tế chương trình SGK chưa xây dựng hoàn chỉnh về nội dung và phương pháp của một số dạng toán khó ,thường chỉ mang tính chất giới thiệu chưa sâu Học sinh muốn tìm hiểu thêm đối với kiến thức khó còn lúng túng trong việc tìm tài liệu nghiên cứu.Việc tìm hiểu của giáo viên ở một số chuyên đề ở một số tài liệu còn chưa tập chung và còn mất nhiều thời gian. Vì vậy cần phải xây dựng một số chuyên đề về toán học làm tài liệu tham khảo cho việc dạy và học toán được tốt hơn. Cần phát triển cao hơn , đầy đủ hoàn thiện hơn một số dạng toán cơ bản ở trường THCS II. Thực trạng 1. Thực trạng: Bên cạnh một số học sinh giỏi khá vẫn còn nhiều em chưa tự mình giải được một bài tập toán hoặc có những học sinh nắm được lý thuyết nhưng kĩ năng vận dụng lý thuyết vào giải toán còn chậm và yếu. Nhiều học sinh chỉ cần kết quả đối chiếu , hay dựa vào bài tập mẫu của Thầy và giải một cách dập khuôn, thậm chí vẫn còn học sinh chưa biết tóm tắt bài toán bằng các kí hiệu. Nhiều học sinh đứng trước một bài toán không biết phải giải bài toán đó như thế nào, dùng những lượng kiến thức gì để giải quyết được bài toán đó. 2. Nguyên nhân của những hạn chế: - Có nhiều bài tập học sinh về nhà làm mà không có sự chỉ đạo, hướng dẫn của giáo viên. - Tình trạng phổ biến hiện nay là học sinh học tập thụ động, máy móc, còn giáo viên chỉ chú trọng đến các bài toán thường gặp. Chưa dành thời gian phù hợp cho việc hướng dẫn học sinh khá, giỏi giải quyết những bài toán khó như phương trình vô tỉ. - Khả năng tổng hợp nhiều lượng kiến thức vào giải một bài toán làm cho học sinh thường thấy khó dẫn đến một thực trạng là học sinh không ham học thường ngại khó đẫn đến việc các em bỏ khi gặp dạng toán này, đối với học sinh có ý thức học nhưng không biết cách phân ra các dạng cơ bản và rút ra các giải thường dùng với từng dạng đó nên các em dễ bị lúng túng hay nhầm lẫn khi giải toán về phương trình vô tỉ 5 /29
6. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải * Về phía giáo viên: Vẫn còn một số giáo viên dạy theo phương pháp đổi mới chưa nhuần nhuyễn, dẫn đến học sinh lĩnh hội kiến thức còn thụ động, một số giờ học vẫn còn nghèo nàn, tẻ nhạt, chưa hiểu rõ, hiểu sâu ý đồ của sách giáo khoa. Bài tập chỉ yêu cầu các em giải một cách thụ động hoặc giáo viên giải hộ cho các em mà không hệ thống hóa, rút ra những kết luận hay nhân xét tổng hợp kiến thức cho học sinh, chưa phát huy tính tích cực, sáng tạo, tự lực của học sinh. Chính vì vậy mà một số giáo viên chưa thực sự chú trọng đến việc lập kế hoạch dạy chu đáo. Thông thường là rất đơn sơ, cho các em giải một số bài tập ở trong sách, không có bài tập điển hình và tổng hợp. * Về phía học sinh: Vẫn còn nhiều học sinh chưa tổng hợp được kiến thức, các em chưa hiểu sâu, hiểu kĩ các kiến thức, còn thụ động lĩnh hội kiến thức. Trong khi chữa bài tập, nhiều học sinh vẫn còn thờ ơ, nhiều học sinh chỉ cần kết quả đối chiếu, thậm chí vẫn còn học sinh chưa biết tóm tắt bài toán bằng các kí hiệu. 3. Thực trạng trước khi thực hiện đề tài. Trước khi thực hiện đề tài qua giảng dạy ở trường THCS, qua tìm hiểu và trao đổi với đồng nghiệp tôi nhận thấy: - Đa số học sinh thích học môn toán, nhưng khi làm các bài tập đặc biệt là bài tập cần tổng hợp nhiều lượng kiến thức như giải phương trình vô tỉ các em thường lúng túng trong việc định hướng giải, có thể nói hầu như các em chưa biết cách giải cũng như trình bày lời giải. Theo tôi, thực trạng nêu trên có thể do một số nguyên nhân sau: + Học sinh chưa có phương pháp tổng quan để giải một bài tập về phương trình vô tỷ. + Học sinh chưa biết vận dụng nhiều lượng kiến thức một cách linh hoạt + Nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa dành cho dạng toán này còn hạn chế. *. Số liệu điều tra trước khi thực hiện đề tài. Thái độ Lớp Tổng số học sinh Thái độ Yêu thích Bình thường Không yêu thích 9A 16 1 3 12 9B 18 1 4 13 Chất lượng học tập thông qua bài kiểm tra thử Lớp Tổng số HS Khá, giỏi Trung bình Yếu SL % SL % SL % 9A 16 0 3 13 9B 18 0 3 15 6 /29
7. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải III: Giải pháp - Để giải được một phương trình đặc biệt là phương trình vô tỉ mà phương trình vô tỉ thì không chỉ có một dạng cơ bản. Vì vậy việc quan trọng đầu tiên đó là học sinh phân loại được các dạng cơ bản của phương trình vô tỉ. Thứ hai biết cách giải từng dạng phương trình vô tỉ đó. Vì vậy tôi xin đưa ra một số dạng cơ bản và phương pháp giải tưnggf dạng cơ bản đó như sau: CÁC DẠNG CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VÔ TỈ Ở LỚP 9 1. Phương pháp nâng lên lũy thừa a) Dạng 1: f (x) g(x) *, Cách giải: - Tìm ĐKXĐ của phương trình - Tách riêng căn thức về một vế - Tìm ĐK để cả hai vế của phương trình không âm - Bình phương hai vế của phương trình - Đối chiếu điều kiện và kết luận nghiệm của phương trình Ví dụ. Giải phương trình: x 1 x 1 (1) Giải: ĐKXĐ : x 1 Với x – 1 0 x 1 ta có: x 1 x 1 x 1 x 1 x 1 2 ( Thỏa mãn) x 1 x 1 x 3x 0 x 3 Vậy: phương trình đã cho có một nghiệm x = 3 * Lưu ý: Chúng ta thường chỉ tìm ĐKXĐ mà bỏ quên điều kiện để vế không chứa căn cũng không âm, như vậy rễ xuất hiện nghiệm ngoại lai b) Dạng 2: f (x) g(x) h(x) *, Cách giải: - Tìm ĐKXĐ của phương trình - Tách riêng căn thức cộng căn thức về một vế - Tìm ĐK để cả hai vế của phương trình không âm - Bình phương hai vế của phương trình - Tiếp tục chuyển vế, tìm điều kiện rồi bình phương để tìm được x - Đối chiếu điều kiện và kết luận nghiệm của phương trình Ví dụ 1 . Giải phương trình: x 3 5 x 2 (2) 7 /29
8. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải Giải: ĐKXĐ x ≥ 2 Ta có: x 3 5 x 2 ) x 3 x 2 5 2x 1 2 (x 3)(x 2) 25 (x 3)(x 2) 12 x 2 x 12 2 x 12 x 6 2 2 ( thỏa mãn) x x 6 144 x 24x 25x 150 Vậy: phương trình đã cho có một nghiệm x = 6 Ví dụ 2 . Giải phương trình: 4x 1 3x 4 1 Giải: ĐKXĐ x ≥ 1 4 Ta có : 4x 1 3x 4 1 4x 1 1 3x 4 4x 1 1 2 3x 4 3x 4 x 4 2 3x 4 Với x ≥ 4 bình phương hai vế của phương trình ta có: x2 – 8x + 16 = 4( 3x + 4) x 2 – 8x + 16 = 12x + 16 x 2 – 20x = 0 x ( x – 20 ) = 0 x = 0 ( Không thỏa mãn) hoặc x = 20 ( thỏa mãn) Vậy phương trình có nghiệm duy nhất là x = 20 c) Dạng 3: f (x) g(x) h(x) *, Cách giải: - Tìm ĐKXĐ của phương trình - Chuyển vế sao cho hai vế nếu có phép tính thì chỉ có phép cộng - Bình phương hai vế của phương trình - Tiếp tục chuyển vế, tìm điều kiện để hai vế không âm rồi bình phương để tìm được x - Đối chiếu điều kiện và kết luận nghiệm của phương trình Ví dụ. Giải phương trình: x 1 x 7 12 x (3) Giải: ĐKXĐ 7 ≤ x ≤ 12. Ta có: x 1 x 7 12 x x 1 12 x x 7 8 /29
9. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải Bình phương hai vế của phương trình ta có: x 1 5 2 (12 x)(x 7) 2 19x x2 84 x 4 Vì hai vế không âm nên bình phương hai vế của phương trình ta được 4(19x – x2 – 84) = x2 – 8x + 16 76x – 4x2 – 336 – x2 + 8x – 16 = 0 5x2 – 84x + 352 = 0 2 84 352 2 42 1764 1764 352 5 x x 5 x 2 x 5 5 5 25 25 5 2 42 4 44 5 x 5 5 x 8 x (x 8) 5x 44 5 25 5 44 x1 = ( thỏa mãn) ; x2 = 8 ( thỏa mãn) 5 44 Vậy: phương trình đã cho có hai nghiệm x1 = ; x2 = 8 5 d) Dạng 4: f (x) g(x) h(x) k(x) *, Cách giải: - Tìm ĐKXĐ của phương trình - Chuyển vế sao cho hai vế nếu có phép tính thì chỉ có phép cộng - Bình phương hai vế của phương trình - Tiếp tục chuyển vế, tìm điều kiện để hai vế không âm rồi bình phương ( nếu cần) để tìm được x - Đối chiếu điều kiện và kết luận nghiệm của phương trình Ví dụ. Giải phương trình: x x 1 x 4 x 9 0 (4) Giải: ĐKXĐ x ≥ 4. Ta có: x x 1 x 4 x 9 0 x 9 x x 1 x 4 2x 9 2 x(x 9) 2x 5 2 (x 4)(x 1) 7 x(x 9) (x 1)(x 4) 49 x2 9x 14 x(x 9) x2 5x 4 45 + 14x + 14x(x 9) = 0 Với x ≥ 4 vế trái của phương trình luôn là một số dương phương trình vô nghiệm 2. Phương pháp đưa về phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối a. Dạng 1: (A(x))2 B(x) 9 /29
10. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải * Cách giải: - Tìm ĐKXĐ của phương trình - Đưa phương trình về dạng A(x) B(x) - Giải phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối vừa tìm được Ví dụ 1. Giải phương trình: x2 4x 4 x 8 (1) Giải: ĐKXĐ: x R x2 4x 4 x 8 (x 2)2 8 x |x – 2| = 8 – x – Nếu x 8 thì vế trái không âm, còn vế phải âm nên phương trình vô ngiệm Vậy phương trình có nghiệm duy nhất là: x = 5. *. Lưu ý. Cần rất linh hoạt trong việc giải phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối kết hợp đánh giá các vế a. Dạng 2: (A(x))2 (B(x))2 * Cách giải: - Tìm ĐKXĐ của phương trình - Đưa phương trình về dạng A(x) B(x) - Giải phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối vừa tìm được Ví dụ 2. Giải phương trình x 2 2 x 1 x 10 6 x 1 2 x 2 2 x 1 (2) Giải: ĐKXĐ: x -1 x 2 2 x 1 x 10 6 x 1 2 x 2 2 x 1 x 1 2 x 1 1 x 1 2.3 x 1 9 2 x 1 2 x 1 1 x 1 1 | x 1 3 | 2.| x 1 1| Đặt y = x 1 (y ≥ 0) phương trình đã cho trở thành: y 1 | y 3 | 2 | y 1| – Nếu 0 ≤ y 3 ta có : y + 1 + y – 3 = 2y – 2 (vô nghiệm) Với y = 3 x + 1 = 9 x = 8 Vậy phương trình đã cho có một nghiệm là x = 8 10 /29
11. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải * Chú ý: Ta có thể sử dụng bất đẳng thức A A . Dấu “=” sảy ra khi A 0 Ví dụ 3 . Giải phương trình: x 2 x 1 x 2 x 1 2 Giải: ĐKXĐ: x 1 x 2 x 1 x 2 x 1 2 x 1 2 x 1 1 x 1 2 x 1 1 2 ( x 1 1)2 ( x 1 1)2 2 x 1 1 x 1 1 2 x 1 x 1 1 1 - Nếu x 2 ta có phương trình : x 1 x 1 1 1 2 x 1 2 x 1 1 x 2 ( thỏa mãn) - Nếu 1 x 2 ta có phương trình: x 1 1 x 1 1 ( luôn đúng) Vậy phương trình có vô số nghiệm x thỏa mãn 1 x 2 Cách 2. ĐKXĐ: x 1 x 2 x 1 x 2 x 1 2 x 1 2 x 1 1 x 1 2 x 1 1 2 ( x 1 1)2 ( x 1 1)2 2 x 1 1 x 1 1 2 x 1 1 1 x 1 2 Ta có x 1 1 x 1 1 1 x 1 1 x 1 x 1 1 1 x 1 2 Dấu “=” sảy ra khi 1 x 1 0 x 2 Kết hợp với ĐKXĐ ta có nghiệm của phương trình là 1 x 2 Ví dụ 4 . Giải phương trình: x 6 4 x 2 x 11 6 x 2 1 Giải: ĐKXĐ : x -2 x 6 4 x 2 x 11 6 x 2 1 11 /29
12. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải x 2 4 x 2 4 x 2 6 x 2 9 1 ( x 2 2)2 ( x 2 3)2 1 x 2 2 x 2 3 1 x 2 2 3 x 2 1 Ta có x 2 2 x 2 2 3 x 2 3 x 2 x 2 2 3 x 2 1 Dấu „=” sảy ra khi x 2 2 0 x 2 2 x 2 Và 3 x 2 0 x 2 3 x 7 Vậy nghiệm của phương trình là 2 x 7 3. Phương pháp sử dụng bất đẳng thức a) Chứng tỏ phương trình vô nghiệm vì hai vế luôn không bằng nhau Ví dụ 1. Giải phương trình x 1 5x 1 3x 2 Giải: ĐKXĐ: x 1 Với x ≥ 1 thì: Vế trái: x 1 5x 1 vế trái luôn âm Vế phải: ≥ 31x 2 vế phải luôn dương Vậy: phương trình đã cho vô nghiệm b) Sử dụng tính đối nghịch ở hai vế Ví dụ 2. Giải phương trình: 3x2 6x 7 5x2 10x 14 4 2x x2 (1) Giải: Ta có (1) 3 x2 2x 1 4 5(x2 2x 1) 9 (x2 2x 1) 5 3(x 1)2 4 5(x 1)2 9 5 (x 1)2 Ta có: Vế trái ≥ 4 9 2 3 5 . Dấu “=” xảy ra x = –1 Vế phải ≤ 5. Dấu “=” xảy ra x = –1 Vậy: phương trình đã cho có một nghiệm x = –1 c) Sử dụng tính đơn điệu của hàm số (tìm một nghiệm, chứng minh nghiệm đó là duy nhất) x 7 Ví dụ 1. Giải phương trình: 8 2x2 2x 1 x 1 Giải: 12 /29
13. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải ĐKXĐ: x ≥ 1 2 *, Dễ thấy với x= 2 thì VT = 3 8 VP = 8 3 Vậy x = 2 là một nghiệm của phương trình 1 6 *, Nếu x 2 thì VT = 1 8 8 3 và VP 2 thì VP = 2x2 + 2x 1 > 2.22 + 3 = 8 3 và VT (2x + 1)2 2 (3x)2 3 2 (2x 1)2 3 >0 13 /29
14. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải Suy ra: 3x 2 (3x)2 3 (2x 1) 2 (2x 1)2 3 Hay PT (1) không có nghiệm trong khoảng này. 1 *, Với x 0 thì –( 2x + 1) 0 Suy ra: 3x 2 (3x)2 3 (2x 1) 2 (2x 1)2 3 Hay PT (1) không có nghiệm trong khoảng này. *, Với x > 0 thì VT > 0 và VP 0 nên phương tronhf không có nghiệm 2 Vậy phương trình đã cho có một nghiệm duy nhất là x = 1 5 d) Sử dụng điều kiện xảy ra dấu “=” ở bất đẳng thức không chặt x 3x 2 Ví dụ 1. Giải phương trình: 2 3x 2 x Giải ĐKXĐ x > 2 3 2 x 3x 2 Với điều kiện x 0; 0 . 3 3x 2 x a b x 3x 2 Áp dụng bất đẳng thức cho hai số ; ta có : b a 3x 2 x x 3x 2 2. 3x 2 x Dấu “=” xảy ra x 3x 2 x2 3x 2 0 x2 2x x 2 0 (x 2)(x 1) 0 x 2 x 1 Vậy phương trình có 2 nghiệm x = 2; x = -1 x 4x 1 Ví dụ 2. Giải phương trình 2 4x 1 x Giải: 1 ĐKXĐ: x 4 14 /29
15. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải 1 x 4x 1 Với điều kiện x 0; 0 . 4 4x 1 x x 4x 1 Áp dụng bất đẳng thức côsi cho hai số ; ta có : 4x 1 x x 4x 1 2 . 4x 1 x Dấu “=” xảy ra x 4x 1 x2 4x 1 0 x2 4x 4 3 0 (x 2)2 3 x 2 3 x 2 3 Vậy phương trình có 2 nghiệm x = 2 3 4. Phương pháp đưa về phương trình tích Ví dụ 1. Giải phương trình: 2x 1 x 2 x 3 Giải. ĐKXĐ: x ≥ 2. Để ý thấy: (2x + 1) – (x – 2) = x + 3. 2x 1 x 2 x 3 ( 2x 1 x 2)( 2x 1 x 2) (x 3)( 2x 1 x 2) 2x 1 x 2 (x 3)( 2x 1 x 2) x 3 (x 3)( 2x 1 x 2) (x 3)( 2x 1 x 2 1) 0 x 3 0 x 3 2x 1 x 2 1 2x 1 x 2 1 Vì x = -3 1 Vậy phương trình đã cho vô nghiệm Ví dụ 2. Giải phương trình: x 1 2(x 1) x 1 1 x 3 1 x2 (1) Giải. ĐK: -1 ≤ x ≤ 1: Ta có: x 1 2(x 1) x 1 1 x 3 1 x2 x 1 2(x 1) 1 x2 (1 x) 1 x 2 1 x2 x 1(1 2 x 1 1 x) 1 x( 1 x 1 2 1 x) x 1(1 2 x 1 1 x) 1 x(1 2 1 x 1 x) x 1 1 x 1 2 x 1 1 x 0 x 1 1 x 0 1 2 x 1 1 x 0 15 /29
16. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải TH1. x 1 1 x 0 x 1 1 x x 1 1 x ( thỏa mãn) x 0 TH2. 1 2 x 1 1 x 0 1 2 x 1 1 x 1 4 x 1 4x 4 1 x 4 x 1 4 5x 4 Nếu - 4x – 5 ≥ 0 x , bình phương hai vế ta có: 5 16x + 16 = 16 + 40x + 25x2 25x2 + 24 x = 0 x(25x 24) 0 x 0 25x 24 0 x 0(KTM) 24 x (TM) 25 24 Vậy phương trình có 2 nghiệm là: x1 = 0; x2 = 25 Ví dụ 3. Giải phương trình: x 1 x3 x2 x 1 1 x4 1 (1) Giải. ĐKXĐ: x ≥ 1. Chú ý: x4 – 1 = (x – 1)(x3 + x2 + x + 1). Ta có : x 1 x3 x2 x 1 1 x4 1 x 1 x3 x2 x 1 1 x4 1 0 x 1 x3 x2 x 1 1 (x 1)(x3 x2 x 1) 0 x 1(1 x3 x2 x 1) (1 x3 x2 x 1) 0 x 1 1 1 x3 x2 x 1 0 x 1 1 0 3 2 1 x x x 1 0 x 1 1 0 TH1. x 1 1 x 1 1 x 2(TM) 16 /29
17. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải 1 x3 x2 x 1 0 x3 x2 x 1 1 x3 x2 x 1 1 TH2. x3 x2 x 0 x(x2 x 1) 0 x 0(TM) 2 x x 1 0(VL) Vậy phương trình có 2 ngiệm là: x = 2 và x = 0 5. Phương pháp đặt ẩn phụ a) Sử dụng một ẩn phụ * Cách giải: - Tìm điều kiện xác định - Đặt ẩn phụ bằng biểu thức chứa căn bậc hai, đặt điều kiện cho ẩn phụ - Giải phương trình tìm ẩn phụ - Thay trở lại tìm nghiệm của phương trình ban đầu Ví dụ 1. Giải phương trình: x2 x 1 1 (1) Giải. ĐKXĐ: x ≥ - 1. Đặt x 1 = y (y ≥ 0) x + 1= y2 x = y2 – 1 x2 = (y2 – 1)2 Ta có phương trình: (y2 – 1)2 + y – 1 = 0 (y-1)2 ( y+1)2 + ( y-1) = 0 ( y – 1) ( ( y-1)(y+1)2 + 1) = 0 ( y – 1) ( (y-1) ( y2 + 2y + 1) + 1 = 0 ( y- 1) ( y3 + 2y2 + y – y2 – 2y -1 + 1) = 0 ( y – 1) ( y3 + y2 – y) = 0 y(y 1)(y2 + y 1) = 0. TH1. y = 0 ( thỏa mãn) TH2. y – 1 = 0 y = 1 ( thỏa mãn) 1 5 TH3. y2 + y – 1= 0 ( y+ )2 - = 0 2 4 1 5 1 5 y = ( thỏa mãn) hoặc y = ( loại) 2 2 *, Với y = 0 thì x 1 = 0 x + 1 = 0 x = -1 ( TM) *, Với y = 1 thì x 1 = 1 x + 1 = 1 x = 0 ( TM) 17 /29
18. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải 1 3 1 5 *, Với y = thì x 1 = 2 2 6 2 5 x + 1 = 4 1 5 x ( TM) 2 1 5  Vậy tập nghiệm của phương trình là: 0; 1;  2  3 Ví dụ 2. Giải phương trình: x 1 1 2 x 1 2 x (1) Giải: ĐK: x ≥ 1. Đặt x 1 1 = y ( y ≥ 1) 2 2 x 1 y 1 x – 1 = y – 2y + 1 x = y - 2y + 2 Ta có phương trình: y3 + 2( y – 1) = 2 – ( y2 – 2y + 2) y3 + 2y – 2 = 2 – y2 + 2y - 2 y3 + 2y – 2 – 2 + y2 – 2y + 2 = 0 y3 + y2 - 2 = 0 ( y3 – 1) + ( y2 – 1) = 0 ( y – 1)( y2 + y + 1) + ( y – 1)( y + 1) = 0 (y – 1)(y2 + 2y + 2) = 0 TH1: y – 1 = 0 y = 1 ( thỏa mãn) TH2. y2 + 2y + 2 = 0 ( y + 1)2 = - 1 ( vô lý) *, Với y = 1 x 1 1 = 1 x 1 = 0 x – 1 = 0 x = 1 ( TM) Vậy phương trình có nghiệm duy nhất: x = 1 b) Sử dụng hai ẩn phụ Ví dụ 1. Giải phương trình: 2(x2 + 2) = 5 x3 1 (3) Giải. ĐK: x ≥ 1, u ≥ 0, v ≥ 0. Đặt u = x 1 , v = x2 x 1 . Khi đó: u2 = x + 1, v2 = x2 – x + 1 u2 + v2 = x2 + 2 u2 v2 = x3 + 1 Ta có phương trình: 2(u2 + v2) = 5uv 18 /29
19. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải 2u2 – 4uv + 2v2 – uv = 0 2u ( u – 2v ) + v ( 2v – u) = 0 (2u v)(u 2v) = 0 2u v 0 u 2v 0 v u 2 u 2v v TH1, u ta có: 2x 1 = x2 x 1 2 4(x + 1) = x2 – x + 1 x2 – 5x – 3 = 0 5 37 5 37 x ;x ( thảo mãn) 2 2 TH2, u = 2v ta có x 1 = 2 x2 x 1 x + 1 = 4( x2 – x + 1) 4x2 – 5x + 3 = 0 ( vô nghiệm) 5 37 5 37  Vậy phương trình có nghiệm: x ;  2 2  Ví dụ 2. Giải phương trình: x 5 x 2 1 x2 7x 10 3 (1) Giải. ĐK: x ≥ –2. x 5 x 2 1 x2 7x 10 3 x 5 x 2 1 (x 5)(x 2) 3 Đặt: x 5 = a, x 2 = b (a, b ≥ 0) a2 – b2 = 3. Ta có phương trình: (a – b)(1 + ab) = a2 – b2 (a – b)(1 – a + ab – b) = 0 (a – b)(1 – a)(1 – b) = 0 a b a 1 b 1 TH1, Nếu a = b ta có : x 5 = x 2 ( vô lí ) TH2, Nếu a = 1 ta có : x 5 = 1 x + 5 = 1 x = -4 ( KTM) TH3, Nếu b = 1 ta có : x 2 = 1 x + 2 = 1 x = -1 ( TM) Vậy phương trình có nghiệm duy nhất là : x = -1 19 /29
20. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải Ví dụ 3. Giải phương trình: x 1 3x 2x 1 (1) Giải. ĐK: x ≥ 0. Đặt x 1 = a, 3x = b (a, b ≥ 0) b2 – a2 = 2x – 1 Ta có phương trình: a – b = b2 – a2 a – b + (a2 – b2 ) = 0 ( a – b) ( 1 + a + b) = 0 Mà a + b + 1 > 0 a – b = 0 a = b Ta có : x 1 = 3x x + 1 = 3x 1 x = ( TM) 2 Vậy phương trình có nghiệm duy nhất là : x = 1 . 2 4 1 5 Ví dụ 4. Giải phương trình: x x 2x (1) x x x Giải. 10 10 ĐK: x ≥ ;x . 2 2 4 1 5 Ta có: x x 2x x x x 4 1 5 x x 2x 0 x x x 1 5 1 5 x 2x x 2x 0 x x x x 1 5 1 5 x (2x ) x 2x 0 x x x x 1 1 Đặt x = u, x = v (u, v ≥ 0) x x Ta có phương trình: u2 – v2 + u – v = 0 ( u – v) ( u + v) + ( u – v) =0 (u – v)(1 + u + v) = 0. Vì 1 + u + v > 0 u – v = 0 u = v. 20 /29
21. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải 1 5 Hay x = 2x x x 1 5 x 2x x x 4 x x x 2(TM) x 2(KTM) Vậy phương trình có nghiệm duy nhất: x = 2 c) Sử dụng ba ẩn phụ Ví dụ 1. Giải phương trình: x2 3x 2 x 3 x 2 x2 2x 3 (1) Giải. ĐK: x ≥ 2. x2 3x 2 x 3 x 2 x2 2x 3 (x 1)(x 2) x 3 x 2 (x x)(x 3) Đặt: x 1 = a, x 2 = b, x 3 = c (a, b, c ≥ 0): Ta có phương trình: ab + c = b + ac ab – ac – b + c = 0 (a – 1)(b – c) = 0 a = 1 hoặc b = c. TH1, Với a = 1 Ta có x 1 = 1 x – 1 = 1 x = 2 ( TM) TH2, Với b = c ta có x 2 = x 3 x – 2 = x + 3 0x = 5 ( vô lý) Vậy phương trình có nghiệm duy nhất là x = 2 d) Sử dụng ẩn phụ đưa về hệ phương trình Ví dụ 1. Giải phương trình x 1 2x 1 5 Giải Cách 1. Giả bằng phương pháp bình phương hai vế Cách 2. ĐK: x ≥ 1 Đặt x 1 u 0 và ≥ 20.x 1 v x – 1 = u2; 2x – 1 = v2 v2 – 2u2 = 1 u v 5 v 5 u v2 25 10u u2 Ta có hệ: 2 2 2 2 2 2 v 2u 1 v 2u 1 v 1 2u u 2 u 12 ( TM) hoặc ( loại) v 3 v 17 21 /29
22. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải u 2 x 1 2 Với x 5 (TM) v 3 2x 1 3 Vậy phương trình có nghiệm duy nhấy : x = 5 Ví dụ 2. Giải phương trình: 8 x 5 x 5 Giải. ĐK: 0 ≤ x ≤ 25. Đặt 8 x = u , 5 x v (u, v ≥ 0): u2 = 8 + x ; v2 = 5 x u2 + v2 = 13 Ta có hệ phương trình u v 5 u 2 u 3 2 2 hoặc u v 13 v 3 v 2 u 2 8 x 4 TH1, x 4 ( loại) v 3 5 x 9 u 3 8 x 9 TH2, x 1 x 1 ( TM) v 2 5 x 4 Vậy phương trình có nghiệm duy nhất : x = 1. Ví dụ 3. Giải phương trình: 25 x2 9 x2 2 Giải. ĐK: –3 ≤ x ≤ 3: Đặt 25 x2 = u, 9 x2 = v (u, v ≥ 0) u v 2 u v 2 u 5 2 2 . u v 16 u v 8 v 3 Thế ngược trở lại: x = 0 là nghiệm duy nhất. Ví dụ 4. Giải phương trình: 1 x 4 x 3 Giải. ĐK: – 4 ≤ x ≤ 1. Đặt 1 x u ; 4 x v (u, v ≥ 0) u v 3 2 2 u v 5 u 3 v 2 2 (3 v) v 5 u 3 v 2 v 3v 2 0 u 2 v 1 22 /29
23. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải u 1 Hoặc v 2 u 2 +, Nếu x = -3 ( TM) v 1 u 1 +, Nếu x=0 ( TM) v 2 Vậy phương trình có hai nghiệm x= 0; x = -3 Ví dụ 5. Giải phương trình: 2 x 2 x 4 x2 2 Giải. ĐK: –2 ≤ x ≤ 2: Đặt 2 x u, 2 x v (u, v ≥ 0) (u v)2 2uv 4 (u v) uv 2 Giải ra ta được: (u, v) = {(0 ; 2), (2 ; 0)}. Từ đó thế ngược trở lại: x = ±2 Vậy phương trình có 2 nghiệm: x = 2; x = -2 Ví dụ 2. Giải phương trình : x 2 x. 3 x 3 x. 5 x 2 x. 5 x Giải. ĐK : x ≤ 5 Đặt : u 2 x ; v 3 x ; t 5 x (u ; v ; t ≥ 0) x = 2 − u2 = 3 − v2 = 5 − t2 = uv + vt + tu Ta có hệ phương trình: 2 u2 uv vt ut 2 3 v uv vt ut 2 5 t uv vt ut u2 uv vt ut 2 2 v uv vt ut 3 2 t uv vt ut 5 (u v)(u t) 2 (1) (v u)(v t) 3 (2) (t u)(t v) 5 (3) Nhân từng vế của (1), (2), (3) ta có : [ (u + v)(v + t)(t + u) ]2 = 30 Vì u ; v ; t ≥ 0 nên: (u v)(v t)(t u) 30 (4) Kết hợp (4) với lần lượt (1) ; (2) ; (3) dẫn đến: 23 /29
24. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải 30 v t (5) 2 30 u t (6) 3 30 u v (7) 5 Cộng từng vế của (5) ; (6) ; (7) ta có: 31 30 31 30 2(u v t) u v t (8) 30 60 Kết hợp (8) với lần lượt (5) ; (6) ; (7) ta có: 30 u 60 11 30 v 60 19 30 t 60 Từ đó suy ra: x = 239 ( TM) 120 Vậy phương trình có nghiệm duy nhất: x = 239 120 Ví dụ 6. Giải phương trình: 4 97 x 4 x 5 (1) Giải. Đặt 4 97 x = u, 4 x = v (u, v ≥ 0) u v 5 u 2 u 3 x 81  (1) 4 4 u v 97 v 3 v 2 x 16 Ví dụ 7. Giải phương trình: 3 x 3 2x 3 3 12(x 1) Giải. Đặt 3 x u, 3 2x 3 v (1) u v 3 4(u3 v3 ) u3 v3 3uv(u v) 4(u3 v3 ) 2 2 2 u v 3.(u v).(u 2uv v ) 0 3.(u v).(u v) 0 u v +, nếu u = v x = 2x – 3 x = 3 ( TM) +, Nếu u = -v -x = 2x – 3 x = 1 ( TM) Vậy phương trình có hai nghiệm: x = 3; x = 1 6. Giải và biện luận phương trình vô tỉ Ví dụ 1. Giải và biện luận phương trình: x2 4 x m Giải. 24 /29
25. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải x m x m x2 4 x m Ta có: 2 2 2 2 x 4 x 4xm m 2mx (m 4) 0 – Nếu m = 0: phương trình vô nghiệm m2 4 m2 4 – Nếu m ≠ 0: x . Điều kiện để có nghiệm: x ≥ m ≥ m 2m 2m + Nếu m > 0: m2 + 4 ≥ 2m2 m2 ≤ 4 0 m 2 + Nếu m 2: phương trình vô nghiệm Ví dụ 2. Giải và biện luận phương trình với m là tham số: x 2 3 x m Giải. x m x m x2 3 x m Ta có: 2 2 2 2 x 3 x m 2mx 2mx (m 3) 0 – Nếu m = 0: phương trình vô nghiệm m2 3 m2 3 – Nếu m ≠ 0:x . Điều kiện để có nghiệm: x ≥ m m 2m 2m + Nếu m > 0: m2 + 3 ≥ 2m2 m2 ≤ 3 0 m 3 + Nếu m 0: phương trình đã cho tương đương với ( x m)( x m 1) 0 x m 0 x 1 m 2 + Nếu 0 1: phương trình có một nghiệm: x = m 25 /29
26. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải IV : Kết quả - Sau các buổi tổ chức học bồi dưỡng và tự chọn đối với HS lớp 9 và truyền thụ cho học sinh hệ thống các dạng và phương pháp giải nêu trên tôi nhận thấy đa số học sinh nắm vững được kiến thức và giải thành thạo dạng toán giải phương trình chứa đấu giá trị tuyệt đối. Với hệ thống kiến thức, các dạng toán và phương pháp giải được xây dựng đơn giản và dễ nhớ nên học sinh nắm nhanh vì vậy đã hình thành cho học sinh niềm thích thú khi gặp các dạng toán này. Kết quả thực tế sau khi thực hiện thu được như sau: Thái độ Lớp Tổng số học sinh Thái độ Yêu thích Bình thường Không yêu thích 9A 16 5 7 4 9B 18 6 7 5 Chất lượng học tập thông qua bài kiểm tra thử Lớp Tổng số HS Khá, giỏi Trung bình Yếu SL % SL % SL % 9A 16 4 8 4 9B 18 5 8 5 - Tuy nhiên hệ thống kiến thức trên chỉ dừng lại đối với đối tượng học sinh có học khá và học sinh giỏi còn đối với học sinh xuất sắc chúng ta cần xây dựng sâu hơn và bổ sung các dạng toán phong phú hơn. 26 /29
27. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải TÀI LIỆU THAM KHẢO -Sách giáo khoa Toán 9 -Sách bài tập Toán 9 - Tập 1 -Sách giáo viên Toán 9 -Thiết kế bài soạn Toán 9 -Để học tốt Toán 9 (Nhà xuất bản GD) -Để học tốt Toán 9 (Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội) -Tài liệu bồi dưỡng Toán 9 -Chuyên đề nâng cao Toán 9.( liên kết nhà xuất bản) - Nâng cao và phát triển Toán 9 ( Nhà xuất bản giáo dục) - Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức kĩ năng môn Toán ( Nhà xuất bản giáo dục) 27 /29
28. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải C. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1. Kết luận Để gặt hái được những thành tích cao trong học tập. Học sinh là nhân vật trung tâm trong việc bồi dưỡng đào tạo, đây là nhân tố giữ vai trò quyết định trong sự thành công hay thất bại của mỗi giáo viên làm công tác giảng dạy. Vì chính các em mới là người học, là người đi thi và là người đem lại những thành tích đó Như vậy, từ chỗ học sinh còn lúng túng trong kiến thức và phương pháp giải thậm chí tỏ thái độ không yêu thích, qua thực tế giảng dạy với hệ thống kiến thức nêu trên học sinh đã giải thành thạo các dạng toán giải phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối ở mức cơ bản. Khi nắm vững kiến thức và phương pháp giải học sinh sẽ có được sự hứng thú góp phần khơi dậy niềm say mê trong học tập từ đó nâng cao được chất lượng đại trà trong dạy học bộ môn Toán. Với hệ thống kiến thức cơ bản được xây dựng và truyền thụ như trên học sinh sẽ chủ động để tiếp thu những kiến mới hơn trong chương trình ở các lớp trên. Trên đây là một số phương pháp giải phương trình vô tỉ trong khuôn khổ chương trình cấp THCS, mà cụ thể là những phương pháp giải phương trình vô tỉ của lớp 9. Ngoài những phương pháp mà tôi chắt lọc nêu trên, chắc chắn còn nhiều phương pháp giải khác mà bản thân tôi, do năng lực còn hạn chế và thời gian nghiên cứu chưa nhiều nên đề tài của tôi không thể không còn những sơ suất. Chính vì vậy, tôi rất mong có sự đóng góp, bổ sung của hội đồng khoa học và các bạn đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện hơn 2. Khuyến nghị *, Với học sinh - Trước hết học sinh cần xác định rõ sự cần thiết của việc học để sau này trở thành nhười có ích cho xã hội. Từ đó các em có thái độ học tập đúng đắn, ham học hỏi, hình thành cho các en biết tìm cách giải quyết khi đứng trước một vấn đề nào đó. - Cần hệ thống lại kiến thức và nắm chắc hệ thống kiến thức đó, nắm được cách giải các dạng bài tập đặc biệt là các dạng bài mang tính chất đặc thù - Khi đứng trước một dạng bài tập khó không nên sớm nản trí mà bỏ qua, thay vào đó các em có thể trao đổi với bạn bè, thày cô giáo từ đó các em nhớ kiến thức lâu hơn và hứng thú học hơn. *, Với đồng nghiệp 28 /29
29. Phương trình vô tỉ và một số phương pháp giải - Thường xuyên dư giờ, trao đổi về kiến thức trong tổ, nhóm chuyên môn từ đó giúp đỡ nhau cùng tiến bộ - Nên dạy học bám sát đối tượng, không nên chỉ tập chung vào các bài tập khó dành cho học sinh khá giỏi mà bỏ qua học sinh yếu kém mà nên có phương pháp cũng như hệ thống bài tập phù hợp với đa số học sinh, ngoài ra có thể bổ sung bài tập khó dành cho học sinh khá giỏi. *, Với nhà trường - Tiếp tục có các buổi sinh hoạt chuyên môn theo tổ nhóm để đồng nghiệp học hỏi lẫn nhau. *, Với các cấp quản lý giáo dục - Tiếp tục tổ chức các chuyên đề để giáo viên trong các nhà trường được đi giao lưu học hỏi. XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG Hà Nội, ngày 10 tháng 4 năm 2015 Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác 29 /29