Có bao nhiêu cặp số nguyên (x;y) thỏa mãn\(0\le x\...

D

- Hướng dẫn giải

+ Ta có: \({{\log }_{3}}\left( 3x+3 \right)+x=2y+{{9}^{y}}\,\Leftrightarrow 1+\,{{\log }_{3}}\left( x+1 \right)\,+x=2y+{{9}^{y}}\,\,\left( 1 \right)\)

+ Đặt \(t={{\log }_{3}}\left( x+1 \right)\). Suy ra: \(x+1={{3}^{t}}\Leftrightarrow x={{3}^{t}}-1\)

Khi đó: \(\left( 1 \right)\Leftrightarrow t+{{3}^{t}}=2y+{{3}^{2y}}\,\left( 2 \right)\)

Xét hàm số: \(f\left( h \right)=h+{{3}^{h}}\), ta có: \({f}'\left( h \right)=1+{{3}^{h}}.\ln 3\,>0\,\forall h\in \mathbb{R}\) nên hàm số \(f\left( h \right)\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\)

Do đó: \(\left( 2 \right)\Leftrightarrow f\left( t \right)=f\left( 2y \right)\Leftrightarrow t=2y\Leftrightarrow {{\log }_{3}}\left( x+1 \right)=2y\Leftrightarrow x+1={{3}^{2y}}\Leftrightarrow x+1={{9}^{y}}\)

+ Do \(0\le x\le 2020\) nên \(1\le x+1\le 2021\Leftrightarrow 1\le {{9}^{y}}\le 2021\Leftrightarrow 0\le y\le {{\log }_{9}}2021\approx 3,46\)

Do \(y\in \mathbb{Z}\) nên \(y\in \left\{ 0;\,1;\,2;\,3 \right\}\), với mỗi giá trị y cho ta 1 giá trị x thoả đề.

Vậy có 4 cặp số nguyên \(\left( x\,;\,y \right)\) thoả đề.