Có bao nhiêu số nguyên dương \[x\] sao cho tồn tại số thực \[y\] lớn hơn 1 thỏa mãn \(\left( {x{y^2} + x - 2y + 4} \right)\log y = \log \left( {\frac{{2y + 2}}{x} - 1} \right)\)? Đáp án: ……

Ta có: \(\left( {x{y^2} + x - 2y + 4} \right)\log y = \log \left( {\frac{{2y + 2}}{x} - 1} \right)\)

\[ \Leftrightarrow \left( {x{y^2} + x - 2y + 2 + 2} \right)\log y = \log \frac{{2y - x + 2}}{x}\]

\[ \Leftrightarrow \left( {x{y^2} + x - 2y + 2} \right)\log y + 2\log y = \log \left( {2y - x + 2} \right) - \log x\]

\[ \Leftrightarrow \left( {x{y^2} + x - 2y + 2} \right)\log y = \log \left( {2y - x + 2} \right) - \left( {\log x + 2\log y} \right)\]

\( \Leftrightarrow \left( {x{y^2} + x - 2y + 2} \right)\log y = \log \left( {2y - x + 2} \right) - \log \left( {x{y^2}} \right)\)                      (1)

Vì \(y > 1\)nên \(\log y > 0\).

TH1: Nếu \(x{y^2} > 2y - x + 2\) thì \(x{y^2} + x - 2y + 2 > 0 \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{VT > 0}\\{VP < 0}\end{array}} \right.\).

TH2: Nếu \(x{y^2} < 2y - x + 2\) thì \(x{y^2} + x - 2y + 2 < 0 \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{VT < 0}\\{VP > 0}\end{array}} \right.\).

Do do, từ (1) suy ra: \(x{y^2} = 2y - x + 2 \Leftrightarrow x = \frac{{2y + 2}}{{{y^2} + 1}}\).

Xét hàm \(f\left( y \right) = \frac{{2y + 2}}{{{y^2} + 1}},\,\,y \in \left( {1\,;\,\, + \infty } \right)\). Ta có: \(f'\left( y \right) = \frac{{ - 2{y^2} - 4y + 2}}{{{{\left( {{y^2} + 1} \right)}^2}}} < 0\,,\,\,\forall y \in \left( {1\,;\,\, + \infty } \right)\).

Hàm số \(f\left( y \right)\) nghịch biến trên khoảng \(\left( {1\,;\,\, + \infty } \right)\).

Ta có bảng biến thiên của hàm số \(f\left( y \right) = \frac{{2y + 2}}{{{y^2} + 1}}\):

\[ \Rightarrow x = f\left( y \right) \in \left( {0\,;\,\,2} \right){\rm{.}}\] Vì \[x \in {\mathbb{N}^*}\] nên \[x \in \left\{ 1 \right\}.\]

Vậy có 1 giá trị \[x\] thỏa mãn yêu cầu bài toán.

Đáp án: 1.