Tìm GTLN, GTNN của biểu thức bằng cách đặt biến phụ
Tính giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của biểu thức Toán 9
Khác với phương pháp dùng bất đẳng thức hay biến đổi đồng nhất, cách đặt biến phụ giúp đưa bài toán về dạng quen thuộc, từ đó đánh giá giá trị lớn nhất – nhỏ nhất một cách logic và gọn gàng hơn. Nếu nắm vững kỹ thuật này, học sinh lớp 9 có thể xử lý nhanh nhiều dạng bài tập toán 9 nâng cao và ghi điểm tối đa trong các câu vận dụng.
Bài viết tìm GTLN, GTNN của biểu thức bằng cách đặt biến phụ dưới đây sẽ hệ thống phương pháp đặt biến phụ, phân tích dạng toán thường gặp và chỉ ra những lưu ý quan trọng khi áp dụng.
Bằng cách đặt biến phụ và sử dụng các phép biến đối tương đương. Sử dụng các bất đẳng thức cơ bản ta có thể chuyển biến thức đã cho về biểu thức đơn giản hơn, dễ xác định cực trị hơn.
A. Kiến thức cần nhớ
x2 ≥ 0 ∀x ∈ |R ⇒ x2k ≥ 0; ∀
,
⇒ - x2k ≤ 0
Tổng quát: [f (x)]2k ≥ 0 ∀
,
⇒ - [f (x)]2k ≤ 0
Từ đó suy ra:
[f (x)]2k + m ≥ m ∀
, ![]()
M - [f (x)]2k ≤ M
≥ 0; ∀x ≥ 0 ⇒ (
)2k ≥ 0, ∀x≥0; ![]()
B. Ví dụ minh họa tính giá trị lớn nhất nhỏ nhất của biểu thức
Ví dụ 1: Tìm GTNN của C1 = x4 + 6x3 + 13x2 + 12x + 12.
Hướng dẫn giải
Ta có:
C1 = x4 + 6x3 + 13x2 + 12x + 12
C1 = (x4 + 6x3 + 19x2 + 30x + 25) - 6 (x2 + 3x + 5) + 17
C1 = (x2 + 3x + 5)2 - 6 (x2 + 3x + 5) + 17
Đặt: x2 + 3x + 5 = a
C1 = a2 - 6a + 17 = a2 + 6a + 9 + 8
C1 = (a - 3)2 + 8≥ 8 do (a - 3)2 ≥ 0 ∀a.
⇒ C1min = 8 ⇔ a - 3 = 0 ⇔ a = 3
⇔ x2 + 3x + 2 = 0 ⇔ ![]()
Vậy C1min = 8 ⇔ ![]()
Ví dụ 2: Tìm GTNN của
với x, y > 0.
Hướng dẫn giải
Đặt: ![]()
⇒ C2 = 2(a2 - 2) - 5a + 6 = 2a2 - 5a + 2
Ta thấy: a ≥ 2 ⇒ C2 = 2a2 - 5a + 2 ≥ 0
⇒ C2min = 0 ⇔a = 2 ⇔ x = y > 0
Vậy : C2min = 0 ⇔ x = y > 0
Ví dụ 3: Tìm GTNN của
với x, y > 0.
Hướng dẫn giải
Đặt:
![]()
Khi đó: C3 = (a2 - 2) - 3a + 2004
C3 = a2 - 3a + 2004 = a2 - 3a + 2 + 2002 = (a-1) (a-2) + 2000
Do ta có: a ≥ 2 ⇒ a - 1> 0 ; a - 2≥0
⇒ (a-1) (a-2) ≥0
⇒ C3 = (a-1) (a-2) + 2000 ≥ 2000
⇒ C3 min = 2000 ⇔ a = 2 ⇔ x = y ; xy > 0
Vậy C3 min = 2000 ⇔ x = y và xy > 0.
-----------------------------------------------
Chuyên đề tìm GTLN, GTNN của biểu thức bằng cách đặt biến phụ là một trong những phương pháp quan trọng trong chương trình Toán 9, đặc biệt hữu ích khi xử lý các biểu thức phức tạp trong đề thi vào lớp 10. Khi biết cách lựa chọn biến phụ phù hợp và xác định đúng miền giá trị của biến, học sinh có thể đơn giản hóa bài toán và tìm ra giá trị lớn nhất – nhỏ nhất một cách chính xác.