Điều kiện: x khác 0
Đặt \(\frac{x^2+1}{x}=t\Rightarrow\frac{x}{x^2+1}=\frac{1}{t}\)
Khi đó: \(\frac{x^2+1}{x}+\frac{x}{x^2+1}=\frac{5}{2}\)
\(\Leftrightarrow t+\frac{1}{t}=\frac{5}{2}\)
\(\Leftrightarrow\frac{t^2+1}{t}=\frac{5}{2}\Rightarrow2t^2+2=5t\)
\(\Leftrightarrow2t^2-5t+2=0\Leftrightarrow\left(2t-1\right)\left(t-2\right)=0\Leftrightarrow\orbr{\begin{cases}t=\frac{1}{2}\\t=2\end{cases}}\)
Nếu \(t=\frac{1}{2}\Rightarrow\frac{x^2+1}{x}=\frac{1}{2}\Rightarrow2x^2+2=x\)
\(\Leftrightarrow2x^2-x+2=0\)
Mà \(2x^2-x+2=2\left(x-\frac{1}{4}\right)^2+\frac{15}{8}>0\forall x\)
Nên \(x\in\varnothing\)
Nếu \(t=2\Rightarrow\frac{x^2+1}{x}=2\Rightarrow x^2-2x+1=0\)
\(\Leftrightarrow\left(x-1\right)^2=0\Leftrightarrow x=1\)(thỏa mãn ĐKXĐ)
Tập nghiệm của pt: \(S=\left\{1\right\}\)
\(\)
Theo BĐT AM-GM,ta có: \(x^2+1\ge2\left|x\right|\ge2x\Rightarrow\frac{x^2+1}{x}\ge2\)
Đặt \(\frac{x^2+t}{x}=t\left(t\ge2\right)\).Bài toán trở thành:
\(t+\frac{1}{t}=\frac{5}{2}\Leftrightarrow\left(\frac{1}{t}+\frac{t}{4}\right)+\frac{3t}{4}=\frac{5}{2}\)
Áp dụng BĐT AM-GM: \(VT\ge1+\frac{3t}{4}\ge1+\frac{6}{4}=\frac{5}{2}\)
Mà \(VT=\frac{5}{2}\) .Dấu "=" xảy ra khi \(\frac{1}{t}=\frac{t}{4}\Leftrightarrow t=2\Leftrightarrow\frac{x^2+1}{x}=2\Leftrightarrow x^2+1=2x\Leftrightarrow x=1\)
Vậy tập hợp nghiệm của phương trình: \(S=\left\{1\right\}\)
Ai ngờ bài này có cách khác chính là dùng cách chứng minh của BĐT AM-GM cho hai số chứ! -_-"
Bắt đầu từ chỗ: \(t+\frac{1}{t}=\frac{5}{2}\) (\(t\ge2\))
Có \(\left(\sqrt{\frac{1}{t}}-\sqrt{\frac{t}{4}}\right)^2\ge0\Rightarrow\frac{1}{t}+\frac{t}{4}\ge2.\frac{1}{2}=1\)
Suy ra \(t+\frac{1}{t}=\left(\frac{1}{t}+\frac{t}{4}\right)+\frac{3t}{4}\ge1+\frac{3t}{4}\ge1+\frac{3.2}{4}=\frac{5}{2}=VP\)
Dấu bằng xảy ra khi t = 2 tức là \(x^2+1=2x\Leftrightarrow x=1\)
Vậy ....
