Giải phương trình \({{\left( {{x}^{3}}-4 \right)}^...
Câu hỏi: Giải phương trình \({{\left( {{x}^{3}}-4 \right)}^{3}}={{\left( \sqrt[3]{{{\left( {{x}^{2}}+4 \right)}^{2}}}+4 \right)}^{2}}\)
A \(x=2\)
B \(x=3\)
C \(x=4\)
D \(x=5\)
Đáp án
A
- Hướng dẫn giải
Phương pháp giải:
+) Tìm ĐKXĐ.
+) Cộng cả hai vế với \(-{{x}^{6}}\)
+) Sử dụng các hằng đẳng thức \({{a}^{3}}-{{b}^{3}}=\left( a-b \right)\left( {{a}^{2}}+ab+{{b}^{2}} \right);\,\,{{a}^{2}}-{{b}^{2}}=\left( a-b \right)\left( a+b \right)\).
+) Đưa phương trình về dạng tích.
Giải chi tiết:
ĐK : \({{x}^{3}}-4\ge 0\Leftrightarrow x\ge \sqrt[3]{4}\).
\(\begin{array}{l}
\,\,\,\,\,{\left( {{x^3} - 4} \right)^3} = {\left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + 4} \right)^2}\\
\Leftrightarrow {\left( {{x^3} - 4} \right)^3} - {x^6} = {\left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + 4} \right)^2} - {x^6}\\
\Leftrightarrow {\left( {{x^3} - 4} \right)^3} - {\left( {{x^2}} \right)^3} = {\left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + 4} \right)^2} - {\left( {{x^2} + 4} \right)^2} + {\left( {{x^2} + 4} \right)^2} - {\left( {{x^3}} \right)^2}\\
\Leftrightarrow \left( {{x^3} - 4 - {x^2}} \right)\left[ {{{\left( {{x^3} - 4} \right)}^2} + {x^4} + {x^2}\left( {{x^3} - 4} \right)} \right]\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + 4 - {x^2} - 4} \right)\left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + 4 + {x^2} + 4} \right) + \left( {{x^2} + 4 - {x^3}} \right)\left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right)
\end{array}\)
\(\begin{array}{l}
\Leftrightarrow \left( {{x^3} - 4 - {x^2}} \right)\left[ {{{\left( {{x^3} - 4} \right)}^2} + {x^4} + {x^2}\left( {{x^3} - 4} \right)} \right]\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} - {x^2}} \right)\left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + {x^2} + 8} \right) + \left( {{x^2} + 4 - {x^3}} \right)\left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right)\\
\Leftrightarrow \left( {{x^3} - 4 - {x^2}} \right)\left[ {{{\left( {{x^3} - 4} \right)}^2} + {x^4} + {x^2}\left( {{x^3} - 4} \right)} \right]\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \frac{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2} - {x^6}}}{{\left[ {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^4}}} + {x^4} + {x^2}\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}}} \right]}}\left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + {x^2} + 8} \right) + \left( {{x^2} + 4 - {x^3}} \right)\left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right)\\
\Leftrightarrow \left( {{x^3} - 4 - {x^2}} \right)\left[ {{{\left( {{x^3} - 4} \right)}^2} + {x^4} + {x^2}\left( {{x^3} - 4} \right)} \right]\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \frac{{\left( {{x^2} + 4 - {x^3}} \right)\left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right)}}{{\left[ {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^4}}} + {x^4} + {x^2}\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}}} \right]}}\left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + {x^2} + 8} \right) + \left( {{x^2} + 4 - {x^3}} \right)\left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right)\\
\Leftrightarrow \left( {{x^3} - 4 - {x^2}} \right)\left[ {{{\left( {{x^3} - 4} \right)}^2} + {x^4} + {x^2}\left( {{x^3} - 4} \right)} \right] - \frac{{\left( {{x^2} + 4 - {x^3}} \right)\left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right)}}{{\left[ {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^4}}} + {x^4} + {x^2}\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}}} \right]}}\left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + {x^2} + 8} \right)\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, - \left( {{x^2} + 4 - {x^3}} \right)\left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right) = 0\\
\Leftrightarrow \left( {{x^3} - 4 - {x^2}} \right)\left\{ \begin{array}{l}
\left[ {{{\left( {{x^3} - 4} \right)}^2} + {x^4} + {x^2}\left( {{x^3} - 4} \right)} \right]\\
+ \frac{{\left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right)}}{{\left[ {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^4}}} + {x^4} + {x^2}\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}}} \right]}}\left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + {x^2} + 8} \right) + \left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right)
\end{array} \right\} = 0\,\,\,\,\left( 1 \right)\\
Vi\,\,x \ge \sqrt[3]{4} > 0\\
\Leftrightarrow \left[ {{{\left( {{x^3} - 4} \right)}^2} + {x^4} + {x^2}\left( {{x^3} - 4} \right)} \right] + \frac{{\left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right)}}{{\left[ {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^4}}} + {x^4} + {x^2}\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}}} \right]}}\left( {\sqrt[3]{{{{\left( {{x^2} + 4} \right)}^2}}} + {x^2} + 8} \right) + \left( {{x^2} + 4 + {x^3}} \right) > 0\\
\Rightarrow \left( 1 \right) \Leftrightarrow {x^3} - 4 - {x^2} = 0 \Leftrightarrow {x^3} - 8 - {x^2} + 4 = 0\\
\Leftrightarrow \left( {x - 2} \right)\left( {{x^2} + 2x + 4} \right) - \left( {x - 2} \right)\left( {x + 2} \right) = 0\\
\Leftrightarrow \left( {x - 2} \right)\left( {{x^2} + 2x + 4 - x - 2} \right) = 0\\
\Leftrightarrow \left( {x - 2} \right)\left( {{x^2} + x + 2} \right) = 0 \Leftrightarrow x = 2\,\,\,\left( {tm} \right)
\end{array}\)
Vậy nghiệm của phương trình là \(x=2\)
Chọn A.
Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm
Đề thi chính thức vào 10 môn Toán Sở GD&ĐT Phú Thọ 2017 - 2018 (có lời giải chi tiết)