Cho A =4n/(n + 1). Tìm giá trị của n để: a) A là một phân số. b)A là một số nguyên với n thuộc Z
Hướng dẫn giải
a) Để \(A\) là một phân số thì \(n + 1 \ne 0\), tức là \(n \ne - 1\).
b)Ta có: \(A = \frac{{4n}}{{n + 1}} = \frac{{4\left( {n + 1} \right) - 4}}{{n + 1}} = 4 - \frac{4}{{n + 1}}.\)
Với \(n \in \mathbb{Z}\), để \[A \in \mathbb{Z}\] thì \[\frac{4}{{n + 1}} \in \mathbb{Z}.\]
Do đó \[4 \vdots n + 1\]
Suy ra \[n + 1 \in \]Ư\[\left( 4 \right) = \left\{ {1;\,\, - 1;\,\,2;\,\, - 2;\,\,4;\,\, - 4} \right\}.\]
Ta có bảng sau:
\(n + 1\) | \(1\) | \( - 1\) | \(2\) | \( - 2\) | \(4\) | \( - 4\) |
\(n\) | \(0\) (tm) | \( - 2\) (tm) | \(1\) (tm) | \( - 3\) (tm) | \(3\) (tm) | \( - 5\) (tm) |
Vậy \(n \in \left\{ { - 2;\,\,0;\,\,1;\,\, - 3;\,\,3;\,\, - 5} \right\}\) thì \(A \in \mathbb{Z}.\)
c) Cách 1. Ta có: \(A = \frac{{4n}}{{n + 1}} = 4 - \frac{4}{{n + 1}}.\)
Dễ thấy \(A\) đạt giá trị nhỏ nhất khi \(\frac{4}{{n + 1}}\) đạt giá trị dương lớn nhất.
\(\frac{4}{{n + 1}}\) đạt giá trị dương lớn nhất khi \(n + 1\) đạt giá trị dương nhỏ nhất.
\(n + 1\) đạt giá trị dương nhỏ nhất khi \(n = 0\).
Vậy giá trị lớn nhất của \(A = \frac{{4 \cdot 0}}{{0 + 1}} = 0\).
Dấu “=” xảy ra khi \(n = 0\).
Cách 2. Ta có: \(A = \frac{{4n}}{{n + 1}} = 4 - \frac{4}{{n + 1}}.\)
Do \(n\) là số tự nhiên nên \(n \ge 0\).
Suy ra \(n + 1 \ge 1,\) nên \(\frac{1}{{n + 1}} \le 1,\) do đó \(\frac{{ - 4}}{{n + 1}} \le - 4,\) vì vậy \(4 - \frac{4}{{n + 1}} \le 4 - 4\)
Khi đó \(A \le 0.\)
Vậy giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(A = 0\).
Dấu “=” xảy ra khi \(n = 0\).