Tìm các số nguyên x để phân số sau có giá trị nguyên:
Quảng cáo
9 câu trả lời 186
Đề bài: Tìm các số nguyên \( x \) để phân số \(\frac{x-2}{x^2+1}\) có giá trị nguyên.
---
**Bước 1: Xác định điều kiện**
- Phân số \(\frac{x-2}{x^2+1}\) có giá trị nguyên nghĩa là:
\[
\frac{x-2}{x^2+1} = k \quad \text{với } k \in \mathbb{Z}
\]
- Tức là \(x^2 + 1\) phải chia hết cho \(x - 2\).
---
**Bước 2: Phân tích điều kiện chia hết**
Ta có:
\[
k = \frac{x-2}{x^2+1} \implies x-2 = k(x^2 + 1)
\]
Viết lại:
\[
x - 2 = kx^2 + k
\]
Chuyển hết về một phía:
\[
k x^2 - x + (k + 2) = 0
\]
---
**Bước 3: Xét phương trình theo \(x\)**
Ở đây, \(x\) là biến, \(k\) là số nguyên cố định. Ta muốn tìm \(x \in \mathbb{Z}\) sao cho \(\frac{x-2}{x^2+1} = k \in \mathbb{Z}\).
Tuy nhiên, cách này hơi phức tạp. Thay vào đó, ta xét điều kiện chia hết trực tiếp:
\[
x^2 + 1 \mid x - 2
\]
Nhưng \(x^2 + 1 \geq 1\) với mọi \(x\), và \(x^2 + 1\) tăng rất nhanh khi \(|x|\) lớn.
---
**Bước 4: Xét giá trị tuyệt đối**
Vì \(x^2 + 1 \geq 1\), mà \(x - 2\) là số nguyên, để \(x^2 + 1\) chia hết cho \(x - 2\), thì:
\[
|x - 2| \geq |x^2 + 1|
\]
Nhưng điều này chỉ xảy ra khi \(x^2 + 1 \leq |x - 2|\).
Xét các trường hợp:
- Nếu \(x\) lớn về phía dương hoặc âm, \(x^2 + 1\) rất lớn, không thể nhỏ hơn hoặc bằng \(|x - 2|\).
- Do đó, chỉ có thể xảy ra với các giá trị \(x\) nhỏ.
---
**Bước 5: Thử các giá trị nguyên nhỏ**
Thử \(x\) từ \(-3\) đến \(3\):
- \(x = -3\):
\[
\frac{-3 - 2}{(-3)^2 + 1} = \frac{-5}{9 + 1} = \frac{-5}{10} = -\frac{1}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = -2\):
\[
\frac{-2 - 2}{4 + 1} = \frac{-4}{5} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = -1\):
\[
\frac{-1 - 2}{1 + 1} = \frac{-3}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = 0\):
\[
\frac{0 - 2}{0 + 1} = \frac{-2}{1} = -2 \in \mathbb{Z}
\]
- \(x = 1\):
\[
\frac{1 - 2}{1 + 1} = \frac{-1}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = 2\):
\[
\frac{2 - 2}{4 + 1} = \frac{0}{5} = 0 \in \mathbb{Z}
\]
- \(x = 3\):
\[
\frac{3 - 2}{9 + 1} = \frac{1}{10} \notin \mathbb{Z}
\]
---
**Bước 6: Kết luận**
Các giá trị \(x\) nguyên thỏa mãn là:
\[
x = 0, \quad x = 2
\]
---
**Đáp án cuối cùng:**
\[
\boxed{x = 0 \text{ hoặc } x = 2}
\]
Các số nguyên $x$ thỏa mãn để phân số $\frac{x-2}{x^2+1}$ có giá trị nguyên là $x = 0$ và $x = 2$.
Lời giải chi tiết
Để biểu thức $A = \frac{x-2}{x^2+1}$ nhận giá trị nguyên với $x \in \mathbb{Z}$, ta xét hai trường hợp của tử số:
Trường hợp 1: Tử số bằng 0
$x - 2 = 0 \Rightarrow \mathbf{x = 2}$
Khi đó $A = \frac{0}{2^2+1} = 0$ (thỏa mãn điều kiện nguyên).
Trường hợp 2: Tử số khác 0 ($x \neq 2$)
Để $A$ là một số nguyên thì mẫu số phải là ước của tử số, điều này dẫn đến điều kiện về giá trị tuyệt đối:
Nếu $x > 2$: Ta có $x - 2 \ge x^2 + 1 \Leftrightarrow x^2 - x + 3 \le 0$ (Vô nghiệm vì $x^2 - x + 3 = (x - \frac{1}{2})^2 + \frac{11}{4} > 0$ với mọi $x$).
Nếu $x < 2$: Ta có $2 - x \ge x^2 + 1 \Leftrightarrow x^2 + x - 1 \le 0$.
Giải bất phương trình bậc hai, ta được: $\frac{-1-\sqrt{5}}{2} \le x \le \frac{-1+\sqrt{5}}{2}$
Khoảng giá trị xấp xỉ: $-1,618 \le x \le 0,618$.
Vì $x$ là số nguyên nên $x$ chỉ có thể nhận các giá trị: $x = -1$ hoặc $x = 0$.
Thử lại các giá trị tìm được:
Với $x = -1$: $A = \frac{-1-2}{(-1)^2+1} = \frac{-3}{2}$ (loại vì không phải số nguyên).
Với $x = 0$: $A = \frac{0-2}{0^2+1} = -2$ (thỏa mãn).
Đề bài: Tìm các số nguyên \( x \) để phân số \(\frac{x-2}{x^2+1}\) có giá trị nguyên.
---
**Bước 1: Xác định điều kiện**
- Phân số \(\frac{x-2}{x^2+1}\) có giá trị nguyên nghĩa là:
\[
\frac{x-2}{x^2+1} = k \quad \text{với } k \in \mathbb{Z}
\]
- Tức là \(x^2 + 1\) phải chia hết cho \(x - 2\).
---
**Bước 2: Phân tích điều kiện chia hết**
Ta có:
\[
k = \frac{x-2}{x^2+1} \implies x-2 = k(x^2 + 1)
\]
Viết lại:
\[
x - 2 = kx^2 + k
\]
Chuyển hết về một phía:
\[
k x^2 - x + (k + 2) = 0
\]
---
**Bước 3: Xét phương trình theo \(x\)**
Ở đây, \(x\) là biến, \(k\) là số nguyên cố định. Ta muốn tìm \(x \in \mathbb{Z}\) sao cho \(\frac{x-2}{x^2+1} = k \in \mathbb{Z}\).
Tuy nhiên, cách này hơi phức tạp. Thay vào đó, ta xét điều kiện chia hết trực tiếp:
\[
x^2 + 1 \mid x - 2
\]
Nhưng \(x^2 + 1 \geq 1\) với mọi \(x\), và \(x^2 + 1\) tăng rất nhanh khi \(|x|\) lớn.
---
**Bước 4: Xét giá trị tuyệt đối**
Vì \(x^2 + 1 \geq 1\), mà \(x - 2\) là số nguyên, để \(x^2 + 1\) chia hết cho \(x - 2\), thì:
\[
|x - 2| \geq |x^2 + 1|
\]
Nhưng điều này chỉ xảy ra khi \(x^2 + 1 \leq |x - 2|\).
Xét các trường hợp:
- Nếu \(x\) lớn về phía dương hoặc âm, \(x^2 + 1\) rất lớn, không thể nhỏ hơn hoặc bằng \(|x - 2|\).
- Do đó, chỉ có thể xảy ra với các giá trị \(x\) nhỏ.
---
**Bước 5: Thử các giá trị nguyên nhỏ**
Thử \(x\) từ \(-3\) đến \(3\):
- \(x = -3\):
\[
\frac{-3 - 2}{(-3)^2 + 1} = \frac{-5}{9 + 1} = \frac{-5}{10} = -\frac{1}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = -2\):
\[
\frac{-2 - 2}{4 + 1} = \frac{-4}{5} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = -1\):
\[
\frac{-1 - 2}{1 + 1} = \frac{-3}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = 0\):
\[
\frac{0 - 2}{0 + 1} = \frac{-2}{1} = -2 \in \mathbb{Z}
\]
- \(x = 1\):
\[
\frac{1 - 2}{1 + 1} = \frac{-1}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = 2\):
\[
\frac{2 - 2}{4 + 1} = \frac{0}{5} = 0 \in \mathbb{Z}
\]
- \(x = 3\):
\[
\frac{3 - 2}{9 + 1} = \frac{1}{10} \notin \mathbb{Z}
\]
---
**Bước 6: Kết luận**
Các giá trị \(x\) nguyên thỏa mãn là:
\[
x = 0, \quad x = 2
\]
---
**Đáp án cuối cùng:**
\[
\boxed{x = 0 \text{ hoặc } x = 2}
\]
Đề bài: Tìm các số nguyên \( x \) để phân số \(\frac{x-2}{x^2+1}\) có giá trị nguyên.
---
**Bước 1: Xác định điều kiện**
- Phân số \(\frac{x-2}{x^2+1}\) có giá trị nguyên nghĩa là:
\[
\frac{x-2}{x^2+1} = k \quad \text{với } k \in \mathbb{Z}
\]
- Tức là \(x^2 + 1\) phải chia hết cho \(x - 2\).
---
**Bước 2: Phân tích điều kiện chia hết**
Ta có:
\[
k = \frac{x-2}{x^2+1} \implies x-2 = k(x^2 + 1)
\]
Viết lại:
\[
x - 2 = kx^2 + k
\]
Chuyển hết về một phía:
\[
k x^2 - x + (k + 2) = 0
\]
---
**Bước 3: Xét phương trình theo \(x\)**
Ở đây, \(x\) là biến, \(k\) là số nguyên cố định. Ta muốn tìm \(x \in \mathbb{Z}\) sao cho \(\frac{x-2}{x^2+1} = k \in \mathbb{Z}\).
Tuy nhiên, cách này hơi phức tạp. Thay vào đó, ta xét điều kiện chia hết trực tiếp:
\[
x^2 + 1 \mid x - 2
\]
Nhưng \(x^2 + 1 \geq 1\) với mọi \(x\), và \(x^2 + 1\) tăng rất nhanh khi \(|x|\) lớn.
---
**Bước 4: Xét giá trị tuyệt đối**
Vì \(x^2 + 1 \geq 1\), mà \(x - 2\) là số nguyên, để \(x^2 + 1\) chia hết cho \(x - 2\), thì:
\[
|x - 2| \geq |x^2 + 1|
\]
Nhưng điều này chỉ xảy ra khi \(x^2 + 1 \leq |x - 2|\).
Xét các trường hợp:
- Nếu \(x\) lớn về phía dương hoặc âm, \(x^2 + 1\) rất lớn, không thể nhỏ hơn hoặc bằng \(|x - 2|\).
- Do đó, chỉ có thể xảy ra với các giá trị \(x\) nhỏ.
---
**Bước 5: Thử các giá trị nguyên nhỏ**
Thử \(x\) từ \(-3\) đến \(3\):
- \(x = -3\):
\[
\frac{-3 - 2}{(-3)^2 + 1} = \frac{-5}{9 + 1} = \frac{-5}{10} = -\frac{1}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = -2\):
\[
\frac{-2 - 2}{4 + 1} = \frac{-4}{5} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = -1\):
\[
\frac{-1 - 2}{1 + 1} = \frac{-3}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = 0\):
\[
\frac{0 - 2}{0 + 1} = \frac{-2}{1} = -2 \in \mathbb{Z}
\]
- \(x = 1\):
\[
\frac{1 - 2}{1 + 1} = \frac{-1}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = 2\):
\[
\frac{2 - 2}{4 + 1} = \frac{0}{5} = 0 \in \mathbb{Z}
\]
- \(x = 3\):
\[
\frac{3 - 2}{9 + 1} = \frac{1}{10} \notin \mathbb{Z}
\]
---
**Bước 6: Kết luận**
Các giá trị \(x\) nguyên thỏa mãn là:
\[
x = 0, \quad x = 2
\]
---
**Đáp án cuối cùng:**
\[
\boxed{x = 0 \text{ hoặc } x = 2}
\]
Đề bài: Tìm các số nguyên \( x \) để phân số \(\frac{x-2}{x^2+1}\) có giá trị nguyên.
---
**Bước 1: Xác định điều kiện**
- Phân số \(\frac{x-2}{x^2+1}\) có giá trị nguyên nghĩa là:
\[
\frac{x-2}{x^2+1} = k \quad \text{với } k \in \mathbb{Z}
\]
- Tức là \(x^2 + 1\) phải chia hết cho \(x - 2\).
---
**Bước 2: Phân tích điều kiện chia hết**
Ta có:
\[
k = \frac{x-2}{x^2+1} \implies x-2 = k(x^2 + 1)
\]
Viết lại:
\[
x - 2 = kx^2 + k
\]
Chuyển hết về một phía:
\[
k x^2 - x + (k + 2) = 0
\]
---
**Bước 3: Xét phương trình theo \(x\)**
Ở đây, \(x\) là biến, \(k\) là số nguyên cố định. Ta muốn tìm \(x \in \mathbb{Z}\) sao cho \(\frac{x-2}{x^2+1} = k \in \mathbb{Z}\).
Tuy nhiên, cách này hơi phức tạp. Thay vào đó, ta xét điều kiện chia hết trực tiếp:
\[
x^2 + 1 \mid x - 2
\]
Nhưng \(x^2 + 1 \geq 1\) với mọi \(x\), và \(x^2 + 1\) tăng rất nhanh khi \(|x|\) lớn.
---
**Bước 4: Xét giá trị tuyệt đối**
Vì \(x^2 + 1 \geq 1\), mà \(x - 2\) là số nguyên, để \(x^2 + 1\) chia hết cho \(x - 2\), thì:
\[
|x - 2| \geq |x^2 + 1|
\]
Nhưng điều này chỉ xảy ra khi \(x^2 + 1 \leq |x - 2|\).
Xét các trường hợp:
- Nếu \(x\) lớn về phía dương hoặc âm, \(x^2 + 1\) rất lớn, không thể nhỏ hơn hoặc bằng \(|x - 2|\).
- Do đó, chỉ có thể xảy ra với các giá trị \(x\) nhỏ.
---
**Bước 5: Thử các giá trị nguyên nhỏ**
Thử \(x\) từ \(-3\) đến \(3\):
- \(x = -3\):
\[
\frac{-3 - 2}{(-3)^2 + 1} = \frac{-5}{9 + 1} = \frac{-5}{10} = -\frac{1}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = -2\):
\[
\frac{-2 - 2}{4 + 1} = \frac{-4}{5} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = -1\):
\[
\frac{-1 - 2}{1 + 1} = \frac{-3}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = 0\):
\[
\frac{0 - 2}{0 + 1} = \frac{-2}{1} = -2 \in \mathbb{Z}
\]
- \(x = 1\):
\[
\frac{1 - 2}{1 + 1} = \frac{-1}{2} \notin \mathbb{Z}
\]
- \(x = 2\):
\[
\frac{2 - 2}{4 + 1} = \frac{0}{5} = 0 \in \mathbb{Z}
\]
- \(x = 3\):
\[
\frac{3 - 2}{9 + 1} = \frac{1}{10} \notin \mathbb{Z}
\]
---
**Bước 6: Kết luận**
Các giá trị \(x\) nguyên thỏa mãn là:
\[
x = 0, \quad x = 2
\]
---
**Đáp án cuối cùng:**
\[
\boxed{x = 0 \text{ hoặc } x = 2}
\]
Để phân số \(A = \frac{x - 2}{x^2 + 1}\) có giá trị nguyên với \(x \in \mathbb{Z}\), các giá trị của \(x\) thỏa mãn là \(x = 0\) và \(x = -2\).
1. Đánh giá khoảng giá trị của phân số
Vì \(x \in \mathbb{Z}\) nên ta xét giá trị tuyệt đối của phân số. Để một phân số \(\frac{a}{b}\) là một số nguyên (với \(a, b \in \mathbb{Z}\) và \(a \neq 0\)) thì điều kiện bắt buộc là \(\vert{}a\vert{} \ge \vert{}b\vert{}\).
Ta xét hai trường hợp:
Trường hợp 1: \(x - 2 = 0 \Leftrightarrow x = 2\).
Khi đó \(A = \frac{0}{2^2+1} = 0\) (là một số nguyên). Vậy \(x = 2\) là một giá trị thỏa mãn.
Trường hợp 2: \(x \neq 2\).
Để \(A \in \mathbb{Z}\) thì ta phải có:
\(|{}x-2|{}\ge x^{2}+1\)
(do \(x^2 + 1 > 0\) với mọi \(x\))
2. Giải bất phương trình điều kiện
Ta phá dấu giá trị tuyệt đối bằng cách xét hai khoảng của \(x\):
Nếu \(x > 2\):
Bất phương trình trở thành:
\(x-2\ge x^{2}+1\Leftrightarrow x^{2}-x+3\le 0\)
Biểu thức \(x^2 - x + 3 = \left(x - \frac{1}{2}\right)^2 + \frac{11}{4} > 0\) với mọi \(x\), nên bất phương trình này vô nghiệm.
Nếu \(x < 2\):
Bất phương trình trở thành:
\(-(x-2)\ge x^{2}+1\Leftrightarrow 2-x\ge x^{2}+1\Leftrightarrow x^{2}+x-1\le 0\)
Giải bất phương trình bậc hai này ta được:
\(\frac{-1-\sqrt{5}}{2}\le x\le \frac{-1+\sqrt{5}}{2}\)
Vì \(\sqrt{5} \approx 2,23\), đoạn giá trị của \(x\) sẽ xấp xỉ: \([-1,61 ; 0,61]\).
Do \(x\) là số nguyên và phải nằm trong khoảng này, ta thu được các giá trị nguyên khả dĩ là: \(x = -1\) và \(x = 0\).
3. Thử lại các giá trị tìm được
Ta thay ngược lại các giá trị \(x \in \{-1; 0; 2\}\) vào phân số \(A\) ban đầu để kiểm tra:
Với \(x = 2\): \(A = \frac{2 - 2}{2^2 + 1} = 0\) (Thỏa mãn \(0 \in \mathbb{Z}\)).
Với \(x = 0\): \(A = \frac{0 - 2}{0^2 + 1} = -2\) (Thỏa mãn \(-2 \in \mathbb{Z}\)).
Với \(x = -1\): \(A = \frac{-1 - 2}{(-1)^2 + 1} = \frac{-3}{2}\) (Không thỏa mãn vì không phải số nguyên).
Để A = (x - 2) / (x^2 + 1) nhận giá trị nguyên (với x ∈ Z):
x = 0: A = -2 (thỏa mãn)
x = 2: A = 0 (thỏa mãn)
x = 1: A = -1/2 (loại)
x = -1: A = -3/2 (loại)
|x| ≥ 3: Tử số nhỏ hơn mẫu số nên 0 < |A| < 1 (không thể là số nguyên).
Vậy x ∈ {0; 2}.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Hỏi từ APP VIETJACK138398
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
84933 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
65508 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
39095
