Câu hỏi:
Cho biểu thức \(M = \left( {\frac{{2x\sqrt x + x - \sqrt x }}{{2x + \sqrt x - 1}} - \frac{{x + \sqrt x }}{{x - 1}}} \right).\frac{{x - 1}}{{2x + \sqrt x - 1}} - \frac{x}{{2\sqrt x - 1}}.\)
a) Tìm điều kiện của \(x\) để \(M\) xác định và rút gọn \(M.\)
b) Xác định giá trị nguyên của \(x\) để \(M\) nguyên.
b) \(x=0\)
b) \(x=0\)
b) \(x=0\)
b) \(x=0\) hoặc \(x=1.\)
Phương pháp giải:
a) Tìm điều kiện của \(x\) để \(M\) xác định.
Quy đồng mẫu, biến đổi và rút gọn biểu thức đã cho.
b) Biến đổi biểu thức \(M\) về dạng \(a + \frac{b}{{MS}}\) với \(a,\,\,b \in \mathbb{Z}.\)
Từ đó, biểu thức \(M \in \mathbb{Z} \Leftrightarrow b\,\, \vdots \,\,\,MS \Leftrightarrow MS \in U\left( b \right) \Rightarrow x = ...\)
Đối chiếu với điều kiện của \(x\) rồi kết luận.
Lời giải chi tiết:
a) Tìm điều kiện của \(x\) để \(M\) xác định và rút gọn \(M.\)
ĐKXĐ: \(\left\{ \begin{array}{l}x \ge 0\\x\sqrt x - 1 \ne 0\\x - 1 \ne 0\\2x + \sqrt x - 1 \ne 0\\2\sqrt x - 1 \ne 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x \ge 0\\\left( {\sqrt x - 1} \right)\left( {x + \sqrt x + 1} \right) \ne 0\\x \ne 1\\\left( {\sqrt x + 1} \right)\left( {2\sqrt x - 1} \right) \ne 0\\\sqrt x \ne \frac{1}{2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x \ge 0\\x \ne 1\\x \ne \frac{1}{4}\end{array} \right..\)
\(\begin{array}{l}M = \left( {\frac{{2x\sqrt x + x - \sqrt x }}{{\left( {2\sqrt x - 1} \right)\left( {\sqrt x + 1} \right)}} - \frac{{x + \sqrt x }}{{x - 1}}} \right).\frac{{x - 1}}{{2x + \sqrt x - 1}} - \frac{x}{{2\sqrt x - 1}}\\ = \left( {\frac{{\sqrt x \left( {2\sqrt x - 1} \right)\left( {\sqrt x + 1} \right)}}{{\left( {2\sqrt x - 1} \right)\left( {\sqrt x + 1} \right)}} - \frac{{\sqrt x \left( {\sqrt x + 1} \right)}}{{\left( {\sqrt x + 1} \right)\left( {\sqrt x - 1} \right)}}} \right).\frac{{\left( {\sqrt x + 1} \right)\left( {\sqrt x - 1} \right)}}{{\left( {2\sqrt x - 1} \right)\left( {\sqrt x + 1} \right)}} - \frac{x}{{2\sqrt x - 1}}\\ = \left( {\sqrt x - \frac{{\sqrt x }}{{\sqrt x - 1}}} \right).\frac{{\sqrt x - 1}}{{2\sqrt x - 1}} - \frac{x}{{2\sqrt x - 1}}\\ = \frac{{x - \sqrt x - \sqrt x }}{{\sqrt x - 1}}.\frac{{\sqrt x - 1}}{{2\sqrt x - 1}} - \frac{x}{{2\sqrt x - 1}}\\ = \frac{{x - 2\sqrt x }}{{2\sqrt x - 1}} - \frac{x}{{2\sqrt x - 1}} = \frac{{ - 2\sqrt x }}{{2\sqrt x - 1}}.\end{array}\)
b) Xác định giá trị nguyên của \(x\) để \(M\) nguyên.
Điều kiện \(x \ge 0,x \ne 1,x \ne \frac{1}{4}\)
Ta có: \(M = \frac{{ - 2\sqrt x }}{{2\sqrt x - 1}} = - \frac{{2\sqrt x - 1 + 1}}{{2\sqrt x - 1}} = - 1 - \frac{1}{{2\sqrt x - 1}}.\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow M \in Z \Leftrightarrow \left( { - 1 - \frac{1}{{2\sqrt x - 1}}} \right) \in \mathbb{Z} \Leftrightarrow \frac{1}{{2\sqrt x - 1}} \in \mathbb{Z}\\ \Leftrightarrow \left( {2\sqrt x - 1} \right) \in U\left( 1 \right) \Leftrightarrow \left( {2\sqrt x - 1} \right) \in \left\{ { \pm 1} \right\}\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2\sqrt x - 1 = 1\\2\sqrt x - 1 = - 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2\sqrt x = 2\\2\sqrt x = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 1\,\,\,\left( {ktm} \right)\\x = 0\,\,\,\left( {tm} \right)\end{array} \right..\end{array}\)
Vậy \(x = 0\) thì \(M\) nguyên.