Có bao nhiêu bộ xy với xy nguyên

DẠNG TOÁN 40 BẤT PHƯƠNG TRÌNH MŨ LOGARIT VẬN DỤNG phát triển theo đề tham khảo Toán 2021

Theo đề tham khảo Toán 2021 của Bộ GD&ĐT

ĐỀ BÀI:

Có bao nhiêu cặp số nguyên dương \[\left[ {x;\,y} \right]\] thoả mãn \[0 < x \le 2021\] và \[{3^x}\left[ {x + 1} \right] = {27^y}y\]?

A. \[2019\].

B. \[2020\].

C. \[674\].

D. \[763\].

LỜI GIẢI CHI TIẾT

Ta có: \[{3^x}.\left[ {x + 1} \right] = {27^y}.y\]\[ \Leftrightarrow {\log _3}\left[ {{3^x}.\left[ {x + 1} \right]} \right] = {\log _3}\left[ {{{27}^y}.y} \right]\]

\[ \Leftrightarrow x + {\log _3}\left[ {x + 1} \right] = 3y + {\log _3}y\] \[ \Leftrightarrow \left[ {x + 1} \right] + {\log _3}\left[ {x + 1} \right] = 3y + {\log _3}y + {\log _3}3\] \[ \Leftrightarrow \left[ {x + 1} \right] + {\log _3}\left[ {x + 1} \right] = 3y + {\log _3}\left[ {3y} \right]\,\,\,\,\,\left[ * \right]\]

Xét hàm số \[f\left[ t \right] = t + {\log _3}t\], với \[t > 0\].

\[f\left[ t \right] = 1 + \frac{1}{{t\ln 3}} > 0\], \[\forall t > 0\].

Suy ra hàm số \[f\left[ t \right]\] đồng biến trên khoảng \[\left[ {0;\, + \infty } \right]\].

Từ đó \[\left[ * \right] \Leftrightarrow f\left[ {x + 1} \right] = f\left[ {3y} \right]\]\[ \Leftrightarrow x + 1 = 3y\]\[ \Leftrightarrow x = 3y 1\].

Vì \[0 < x \le 2021\] nên \[0 < 3y 1 \le 2021\]\[ \Leftrightarrow \frac{1}{3} < y \le \frac{{2022}}{3}\]\[ \Rightarrow y \in \left\{ {1;{\kern 1pt} \,2;\,3;\,;\,674} \right\}\].

Ứng với mỗi giá trị \[y\] nguyên dương cho ta một giá trị \[x\] nguyên dương.

Vậy có \[674\] cặp số nguyên dương \[\left[ {x;\,y} \right]\] thỏa yêu cầu bài toán.

Video liên quan

Chủ Đề