Cho a và b là các số nguyên dương. Biết \(\lim\limits _{x \rightarrow-\infty}\left(\sqrt{9 x^{2}+a x}+\sqrt[3]{27 x^{3}+b x^{2}+5}\right)=\frac{7}{27}\) , hỏi a và b thỏa mãn hệ thức nào dưới đây?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có
\(\begin{array}{l} \sqrt {9{x^2} + ax} + \sqrt[3]{{27{x^3} + b{x^2} + 5}} = \left( {\sqrt {9{x^2} + ax} + 3x} \right) + \left( {\sqrt[3]{{27{x^3} + b{x^2} + 5}} - 3x} \right)\\ = \frac{{ax}}{{\sqrt {9{x^2} + ax} - 3x}} - \frac{{b{x^2} + 5}}{{\sqrt[3]{{{{\left( {27{x^3} + b{x^2} + 5} \right)}^2}}} + 3x\sqrt[3]{{27{x^3} + b{x^2} + 5}} + 9{x^2}}}\\ \Rightarrow \mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } \left( {\sqrt {9{x^2} + ax} + \sqrt[3]{{27{x^3} + b{x^2} + 5}}} \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } \left( {\frac{{ax}}{{\sqrt {9{x^2} + ax} - 3x}} - \frac{{b{x^2} + 5}}{{\sqrt[3]{{{{\left( {27{x^3} + b{x^2} + 5} \right)}^2}}} + 3x\sqrt[3]{{27{x^3} + b{x^2} + 5}} + 9{x^2}}}} \right)\\ = \frac{{ - a}}{6} + \frac{b}{{27}} = \frac{{2b - 9a}}{{54}} \end{array}\)
Do đó \(2 b-9 a=14\), Suy ra a+2b là số chẵn. Vậy \(\begin{array}{l} a+2 b \end{array}\) là số chẵn. Từ đó loại đáp án A và C.
Với đáp án B ta có hệ \(\left\{\begin{array}{l} a+2 b=34 \\ 2 b-9 a=14 \end{array} \quad\right. \text { được } a=2 ; b=16\)
Với đáp án D ta có hệ \(\left\{\begin{array}{l} a+2 b=36 \\ 2 b-9 a=14 \end{array} \quad\right. \text { được } a=\frac{11}{5}\)(loại vì a nguyên)
vậy chọn B.