Question

[Mai Linh]

Tìm m để hệ có nghiệm (x, y) thỏa mãn điều kiện \(x\ge4\)

\(\begin{cases}\sqrt{x}+\sqrt{y}=3\\\sqrt{x+5}+\sqrt{y+3}\le m\end{cases}\)

Answer 1

[Đặng Minh Quân]

\(\begin{cases}\sqrt{x}+\sqrt{y}=3\left(1\right)\\\sqrt{x+5}+\sqrt{y+3}\le m\left(2\right)\end{cases}\)

Điều kiện \(\begin{cases}x\ge0\\y\ge0\end{cases}\)

Đặt \(t=\sqrt{x}\) lúc đó (1) có dạng \(\sqrt{y=3-1}\Leftrightarrow y=\left(t^2-6t+9\right)\)

Điều kiện của t : \(2\le t\)\(\le3\)

Khi đó (2) \(\Leftrightarrow\sqrt{t^2+5}+\sqrt{t^2-6t+12}\le m\)

Xét hàm số : \(f\left(t\right)=\sqrt{t^2+5}+\sqrt{t^2-6t+12}\)

- Miền xác định \(D=\left[2;3\right]\)

- Đạo hàm 

\(f'\left(t\right)=\frac{t}{\sqrt{t^2+5}}+\frac{t-3}{\sqrt{t^2-6t+12}}\)

\(f'\left(t\right)=0\Leftrightarrow\frac{t}{\sqrt{t^2+5}}=\frac{3-t}{\sqrt{t^2-6t+12}}\)

                \(\Leftrightarrow t\sqrt{t^2-6t+12}=\left(3-t\right)\sqrt{t^2+5}\)

                \(\Leftrightarrow t^4-6t^3+12t^2=t^4-6t^3+14t^2-30t+45\)

                \(\Leftrightarrow2t^2-30t+45=0\) vô nghiệm với \(x\in D\)

Mà \(f'\left(3\right)>0\Rightarrow f\left(t\right)\) đồng biến trên D do đó min \(f\left(2\right)=5\)

Để có nghiệm (x,y) thỏa mãn \(x\ge4\Leftrightarrow\) (2) có nghiệm thỏa mãn (1)

và \(x\ge4\Leftrightarrow f\left(t\right)\le m\) thỏa mãn với mọi \(2\le t\)\(\le3\)

                \(\Leftrightarrow\) min \(f\left(t\right)\le m\Leftrightarrow m\ge5\)