Biết rằng tập nghiệm của bất phương trình \(\sqrt{2 x+4}-2 \sqrt{2-x} \geq \frac{6 x-4}{5 \sqrt{x^{2}+1}} \text { là }[a ; b]\) Khi đó giá trị của biểu thức \(P=3 a-2 b\) bằng:
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐiều kiện: \(-2 \leq x \leq 2\) .
Ta có: \(\sqrt{2 x+4}-2 \sqrt{2-x} \geq \frac{6 x-4}{5 \sqrt{x^{2}+1}} \Leftrightarrow \frac{2 x+4-4(2-x)}{\sqrt{2 x+4}+2 \sqrt{2-x}}-\frac{6 x-4}{5 \sqrt{x^{2}+1}} \geq 0\)
\(\begin{aligned} &\Leftrightarrow(6 x-4)\left(\frac{1}{\sqrt{2 x+4}+2 \sqrt{2-x}}-\frac{1}{5 \sqrt{x^{2}+1}}\right) \geq 0\\ &\Leftrightarrow(6 x-4)\left[5 \sqrt{x^{2}+1}-(\sqrt{2 x+4}+2 \sqrt{2-x})\right] \geq 0\,\,\,(1) \end{aligned}\)
Xét hàm số \(f(x)=\sqrt{2 x+4}+2 \sqrt{2-x} \text { với }-2 \leq x \leq 2\)
Ta có \(f^{\prime}(x)=\frac{1}{\sqrt{2 x+4}}-\frac{1}{\sqrt{2-x}}=0 \Leftrightarrow x=-\frac{2}{3}\). Do đó \(f\left(-\frac{2}{3}\right)=2 \sqrt{6} ; f(-2)=4 ; f(2)=2 \sqrt{2}\)
Suy ra \(2 \sqrt{2} \leq f(x) \leq 2 \sqrt{6}<5\) mà \(5 \sqrt{x^{2}+1} \geq 5 \text { nên } 5 \sqrt{x^{2}+1}-(\sqrt{2 x+4}+2 \sqrt{2-x})>0\)
Vậy \((1) \Leftrightarrow 6 x-4 \geq 0 \Leftrightarrow x \geq \frac{2}{3}\) .
Kết hợp với điều kiện ta có tập nghiệm là \(S=\left[\frac{2}{3} ; 2\right]\)
Do đó: \(a=\frac{2}{3}, b=2 \text { suy ra } P=3 a-2 b=-2\)