Cho biểu thức \(M=\left(\frac{x}{x-3}-\frac{x+3}{3x^2-6x-9}+\frac{1}{3x+3}\right)\) x \(\frac{x^2-2x-3}{x^2+x+2}\) a, Rút gọn biểu thức M
b, Chứng tỏ rằng giá trị của M luôn nhỏ hơn 1
c, Tìm giá trị của x để M có giá trị nhỏ nhất .Tìm giá trị nhỏ nhất ấy
d, Tìm các giá trị của x để biểu thức M có giá trị nguyên
\(ĐKXĐ:\hept{\begin{cases}x-3\ne0\\3x^2-6x-9\ne0\\3x+3\ne0\end{cases}}\Leftrightarrow\hept{\begin{cases}x\ne3\\3\left(x^2-2x-3\right)\ne0\\3\left(x+1\right)\ne0\end{cases}}\Leftrightarrow\hept{\begin{cases}x\ne-1\\x\ne3\end{cases}}\)
\(M=\left(\frac{x}{x-3}-\frac{x+3}{3x^2-6x-9}+\frac{1}{3x+3}\right).\frac{x^2-2x-3}{x^2+x+2}\)
\(=\left[\frac{x\left(x+1\right)}{\left(x-3\right)\left(x+1\right)}-\frac{x+3}{3\left(x^2-2x-3\right)}+\frac{1}{3\left(x+1\right)}\right].\frac{x^2-2x-3}{x^2+x+2}\)
\(=\left[\frac{3x\left(x+1\right)}{3\left(x+1\right)\left(x-3\right)}-\frac{x+3}{3\left(x+1\right)\left(x-3\right)}+\frac{x-3}{3\left(x+1\right)\left(x-3\right)}\right].\frac{x^2-2x-3}{x^2+x+2}\)
\(=\frac{3x\left(x+1\right)-x-3+x-3}{3\left(x+1\right)\left(x-3\right)}.\frac{x^2-2x-3}{x^2+x+2}\)
\(=\frac{3x^2+3x-6}{3\left(x+1\right)\left(x-3\right)}.\frac{x^2-2x-3}{x^2+x+2}\)
\(=\frac{x^2+x-2}{\left(x+1\right)\left(x-3\right)}.\frac{\left(x+1\right)\left(x-3\right)}{x^2+x+2}=\frac{x^2+x-2}{x^2+x+2}\)
\(=\frac{x^2+x-2}{x^2+x+2}=1-\frac{4}{x^2+x+2}\)
b,\(\text{Với }x\ne-1\text{ và }x\ne3\text{ ta có:}\)
\(\text{Để }M=1-\frac{4}{x^2+x+2}< 1\)
\(\Leftrightarrow-\frac{4}{x^2+x+2}< 0\)
\(\Leftrightarrow\frac{4}{x^2+x+2}>0\)
\(\Leftrightarrow4>0\left(\text{hiển nhiên}\right)\)
Vậy ... đpcm
