Học từ ngày hôm qua, sống ngày hôm nay, hi vọng cho ngày mai. Điều quan trọng nhất là không ngừng đặt câu hỏi
Ngân hàng bài tập
SSS

Có bao nhiêu số nguyên $a$ sao cho ứng với mỗi $a$, tồn tại ít nhất bốn số nguyên $b\in(-12;12)$ thỏa mãn $4^{a^2+b}\leq3^{b-a}+65$?

$4$
$6$
$5$
$7$
1 lời giải Sàng Khôn
Trở lại Tương tự
Thêm lời giải
1 lời giải
Sàng Khôn
21:36 03/04/2022

Chọn phương án D.

$\begin{aligned}
4^{a^2+b}\leq3^{b-a}+65&\Leftrightarrow4^{a^2}\cdot4^b\leq3^b\cdot3^{-a}+65\\
&\Leftrightarrow4^{a^2}\leq\left(\dfrac{3}{4}\right)^b\cdot3^{-a}+65\cdot\left(\dfrac{1}{4}\right)^b\\
&\Leftrightarrow\left(\dfrac{3}{4}\right)^b\cdot3^{-a}+65\cdot\left(\dfrac{1}{4}\right)^b-4^{a^2}\geq0\quad(1)
\end{aligned}$

Xét hàm số $f(b)=\left(\dfrac{3}{4}\right)^b\cdot3^{-a}+65\cdot\left(\dfrac{1}{4}\right)^b-4^{a^2}$ với $a$ là tham số.

Ta có $f'(b)=3^{-a}\left(\dfrac{3}{4}\right)^b\ln\left(\dfrac{3}{4}\right)+65\cdot\left(\dfrac{1}{4}\right)^b\ln\dfrac{1}{4}<0$ với $\forall b$.

Suy ra $f(b)$ nghịch biến trên $\mathbb{R}$.

Để tồn tại ít nhất bốn số nguyên $b\in(-12;12)$ thỏa mãn bất phương trình (1) thì $f(-8)\geq0$, tức là $$\left(\dfrac{3}{4}\right)^{-8}\cdot3^{-a}+65\cdot\left(\dfrac{1}{4}\right)^{-8}-4^{a^2}\geq0\quad(2)$$
Xét hàm số $g(a)=\left(\dfrac{3}{4}\right)^{-8}\cdot3^{-a}+65\cdot\left(\dfrac{1}{4}\right)^{-8}-4^{a^2}$ ta có $$g'(a)=-\left(\dfrac{3}{4}\right)^{-8}\cdot3^{-a}\ln3-2a\cdot4^{a^2}\ln4$$

Dựa vào bảng biến thiên ta thấy (2) có $7$ nghiệm nguyên $a\in\{-3;-2;-1;0;1;2;3\}$.