Câu 6 (6 điểm).
a) Tìm số nghiệm thực dương phân biệt của đa thức .
b) Giả sử , , , là các số nguyên sao cho đa thức có 3 nghiệm thực dương phân biệt và không có nghiệm hữu tỷ. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức .

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Xét đa thức . Ta thấy mỗi nghiệm dương của sẽ tương ứng với đúng một nghiệm dương của .
Ta có đạo hàm .
Nghiệm của là , .
Hàm số tăng thực sự trên các nửa khoảng , và giảm thực sự trên đoạn .
Khi đó , và .
Do , đồ thị hàm cắt trục hoành tại một điểm duy nhất có hoành độ thuộc . Suy ra đa thức có duy nhất một nghiệm dương, kéo theo cũng có duy nhất một nghiệm dương.

b) Nếu thỏa mãn điều kiện thì cũng thỏa mãn nên có thể giả sử .
Gọi là các nghiệm dương của . Khi đó .
Theo định lí Viète ta có , , .
Vì có 3 nghiệm dương nên , , .
Đặt , , , ,
và , , .
Khi đó, theo bất đẳng thức Cauchy-Schwarz, để ý điều kiện , , là 3 số dương phân biệt, ta nhận được , .
Theo bất đẳng thức AM-GM cho 3 số dương phân biệt ta cũng có

Kết hợp lại ta suy ra , , . (1)
Ta sẽ chỉ ra rằng . Thật vậy, giả sử . Khi đó vì nên

Suy ra , tức là . Vì nên .
Trường hợp 1: Giả sử . Khi đó , suy ra , .
Do . Vậy .
Mặt khác từ (1) dẫn tới , . (2)
Do đó nếu trong , có một số lớn hơn 3 thì số còn lại cũng lớn hơn 3. (*)
Ta xét các trường hợp sau:
Trường hợp 1.1: . Rõ ràng trường hợp này không thỏa mãn (*).
Trường hợp 1.2: . Do và (*) nên chỉ có cặp số .
Tuy nhiên khi đó đa thức có nghiệm hữu tỷ nên loại.
Trường hợp 1.3: . Do và (*) nên .
Xét . Khi đó có .
Nghiệm của là , .
Do , , , nên đa thức có duy nhất một nghiệm dương, nghiệm này thuộc khoảng : loại.
Xét . Theo câu a) đa thức có duy nhất một nghiệm dương: loại.
Trường hợp 1.4: . Do và (*) nên .
Với : không thỏa mãn điều kiện (2) do .
Đối với . Khi đó có nghiệm hữu tỷ : loại.
Trường hợp 2: Giả sử . Suy ra , , .
Theo AM-GM, ta phải có .
Vì vậy , suy ra . Dẫn tới .
Để thấy trường hợp không thỏa mãn. Vì vậy ta phải có , , suy ra là một hoán vị của , trong khi là một hoán vị của .
Để bất đẳng thức (1) được thỏa mãn, ta thấy chỉ có thể xảy ra các khả năng sau: hoặc . Tuy nhiên, trong hai trường hợp này, hai đa thức và đều có nghiệm hữu tỷ : loại.
Như vậy ta phải có . Ta đưa ra ví dụ với .
Xét , khi đó

Do , , , , nên theo định lý Bolzano, đa thức bậc ba có đúng 3 nghiệm dương phân biệt , , , với .
Rõ ràng, theo tiêu chuẩn Eisenstein, không có nghiệm hữu tỷ vì hệ số tự do của đa thức monic bằng , hơn nữa .
Vậy .
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề Thi Học Sinh Giỏi Quốc Gia Toán 2025-2026 - Ngày Thi Thứ Hai 26/12/2025 - Đề Số 2

3 câu hỏi•Thời gian 180 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết

Các câu hỏi khác trong đề (3 câu)

Xem toàn bộ đề →
Luyện nhanh tại chỗ • Chọn đáp án để kiểm tra ngay

Thử sức thêm các câu hỏi trắc nghiệm cùng môn

Câu luyện thêm 1Trích từ: Đề Khảo Sát Chất Lượng Đội Tuyển HSG Toán 12 2025-2026 THPT Yên Định 2
Đồ thị của hàm số nào dưới đây có dạng như đường cong hình dưới?
Hình minh họa
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 2Trích từ: Đề Khảo Sát Chất Lượng Đội Tuyển HSG Toán 12 2025-2026 THPT Yên Định 2
Cho bảng số liệu khảo sát về tuổi thọ (đơn vị: nghìn giờ) của một loại bóng đèn:
Tuổi thọ
Số bóng đèn1120294030

Tìm khoảng tứ phân vị của mẫu số liệu trên?
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 3Trích từ: Đề Khảo Sát Chất Lượng Đội Tuyển HSG Toán 12 2025-2026 THPT Yên Định 2
Cho hàm số . Tập hợp tất cả các giá trị của để hàm số đã cho xác định trên là . Tính .
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 4Trích từ: Đề Khảo Sát Chất Lượng Đội Tuyển HSG Toán 12 2025-2026 THPT Yên Định 2
Biết trên đồ thị của ba hàm số , , (với ) lần lượt có 3 điểm , , sao cho tam giác vuông cân tại , song song với trục hoành và có diện tích bằng 18. Giá trị của bằng
Hình minh họa
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 5Trích từ: Đề Khảo Sát Chất Lượng Đội Tuyển HSG Toán 12 2025-2026 THPT Yên Định 2
Bạn An thả quả bóng cao su từ độ cao 10m theo phương thẳng đứng. Mỗi khi chạm đất nó lại nảy lên theo phương thẳng đứng có độ cao bằng độ cao trước đó. Tính tổng quãng đường bóng đi được đến khi bóng dừng hẳn.
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 6Trích từ: Đề Khảo Sát Chất Lượng Đội Tuyển HSG Toán 12 2025-2026 THPT Yên Định 2
Xếp ngẫu nhiên 10 học sinh có tên gọi khác nhau, gồm 6 học sinh nam và 4 học sinh nữ thành một hàng ngang (trong đó có một học sinh nam tên Dũng và một học sinh nữ tên Lan). Xác suất để giữa hai học sinh nữ liên tiếp có đúng hai học sinh nam và Dũng luôn đứng cạnh Lan bằng
Xem trang câu hỏi →

Muốn biết hiện tại bạn đạt khoảng bao nhiêu điểm ở môn này? Làm thử đề nhanh 15 phút để hệ thống chấm điểm ngay.

Làm đề nhanh 15 phút ngay