Bài tập Bài tập 1: Giải các phương trình sau. a.[r]
(1)PHƯƠNG TRÌNH MŨ VÀ PHƯƠNG TRÌNH LƠGARIT A/TÓM TẮT KIẾN THỨC CẦN NHỚ :
I) CÁC ĐỊNH NGHĨA :
1) Lũy thừa với số mũ nguyên dương:
an= a.a…a ( tích n số a) với n>1
2) Luỹ thừa với số mũ nguyên âm : a0 = a-n =
an ( với a n nguyên dương )
3) luỹ thừa với số mũ hữu tỉ :
a=a
m n
=√n am ( Với a >
+¿❑
r=m
n , m∈Z , n∈Z¿
)
4) Lôga rit số a b: loga b a b (0 a 1,b 0)
II) CÁC TÍNH CHẤT VÀ CƠNG THỨC :
1) Luỹ thừa : Với số a> , b> , α ; β tuỳ ý ta có:
aα.aβ=aα+β ; aα:aβ=aα − β ; a
α
¿β=aαβ
¿
a.b¿α=aα.aβ
¿ ;
a:b¿α=aα:bα
¿
2) Lôgarit: Với giả thiết biểu thức xét có nghĩa , ta có ;
loga1=0
; logaa1
log b
a a b; alogab=b
loga(b.c)=logab+logac loga
b
c=logab −logac ; loga(
c)=−logac
logab α
=α logab ( với α tuỳ ý ) ; loga n
√b=1
nlogab ; n∈N❑
logbx=logax logab
, tức logab logba=1 ( Công thức đổi số)
1
log loga ; log loga
a b b a b b
B/ PHẦN BÀI TẬP : I/ PHƯƠNG TRÌNH MŨ
Một số phương pháp giải phương trình mũ
@Phương trình mũ bản : ax m xlogam(0a1;m0) @ Phương pháp đưa số
*Biến đổi vế số sử dụng phép biến đổi sau để giải
( ) ( )
( ) ( )
0 1
f x g x
a a f x g x
a
(2)a./
2
x 3x
1
3
b./ 2x 1 2x 2 36
Giải:
a./
2
2
x 3x
(x 3x 1) 2 x
1
3 3 (x 3x 1) x 3x
x
b./
x x x
x x x
x x
2 8.2
2 36 2.2 36 36
4
9.2 36.4 16 x
Ví dụ 2: Giải phương trình sau
a.2x2 x 41 3x b
2
x 6x
2
2 16 2
c.2x 2x 1 2x 2 3x 3x 1 3x 2 d.
2
2 x
(x x 1) 1
@ Phương pháp đặt ẩn phụ Dạng : A.a2f(x) + B.af(x) + C = (1)
Đặt t = af(x) >
Ta có phương trình : At2 + Bt + C = (2)
* Phương trình ( 1) có nghiệm phương trình ( ) có nghiệm t > Ví dụ : Giải phương trình sau
a).2.16x 15.4x 80 b) 32x 8 4.3x 5 27 0
Ví dụ : Tìm m để phương trình sau có nghiệm
x x
(m 4).9 2(m 2).3 m 1 0 Dạng : A.af(x) + B.bf(x) + C = (1) a.b=1
Đặt t = af(x) > bf(x)=
1
t
Ta có phương trình : At +
B
t + C = At2Ct B 0 (2)
* Phương trình ( 1) có nghiệm phương trình ( ) có nghiệm t > Ví dụ1 : Giải phương trình sau
a/ (3 5)x 16(3 5)x 2x 3
b) ( 2 3 )x( 2 3 )x 4 c) 43 os2xc 7.41 osc 2x 0
Ví dụ : Giải biện luận phương trình
x x
(m 2).2 m.2 m0. Dạng : A.a2f(x) + B.af(x).bf(x) + C.b2f(x) = (1)
Chia hai vế cho b2f(x) > ta có : A
2 ( ) ( )
0
f x f x
a a
B C
b b
Đăt t =
( )
f x a b
(3) Phương trình ( 1) có nghiệm phương trình ( ) có nghiệm t > Ví dụ 1: Giải phương trình sau
a./ 25x x 15 0 b./ 34x-4.32x 1 27 0
c./ 3x2 32x 24 d) 64 9x – 84 12x + 27 16x =
Giải:
a./
2
25x x 15 0 5x x 15 0 Đặt t = 5x, t >0 ta có phương trình: t2 – 2t – 15= 0
5
5
3 (loai)
x
t
x t
b./
2x2
2x
2
2
4x 2x+1
3 - 4.3 +27=0 12 27
Nêu t=3 t>0 ta có : t 12 27
1
3 3
2
9 2 1
;
x
x x
t
t x x
t x x
c./ Đặt t3x 0, ta có
2
9t 24 1 3
( loai)
x
t
t x
t
d/64 9x – 84 12x + 27 16x =
2
4 16
2
3
4
27 84 64
1
3 4 4
3
x
x x
x
x x
Bài tập áp dụng:
: Giải phương trình sau
a) 6.9x 13.6x6.4x 0 b) 3 8x+4 12x−18x−2 27x=0 c) 22x−9 14x+7 72x=0 d) 8.3x + 3.2x = 24 + 6x e) 2x2
+x−4 2x2
− x−22x
+4=0 g) 12 3x+3 15x−5x+1=20
2. Tìm tất giá trị tham số m để phương trình: 41+x
+41− x=(m+1)(22+x−22− x)+2m có
nghiệm thuộc đoạn [0;1] 3. Cho phương trình : 91+√1− x2
−(m+2) 31+√1− x2+2m+1=0 Tìm m để phương trình có nghiệm
@ Phương pháp lơgarit hóa
Nếu hai vế phươnh trình dương ta giải phương trình cách lấy lơgarit hai vế ( lơgarit hóa)
Ví dụ 1: Giải phương trình sau
a./ 32x5 5 b./ 5 2x 2x1 50
Giải: a./
2
3
5
3 5
2 log log
(4)b./
2
20
4
5 50 50 20 100 100
2
x log
x x x x x
Ví dụ 2: Giải phương trình : a)
x x x
b) x6.5log 5x 55
c) 32 log 3x 81x
@ Phương pháp sử dụng tính đồng biến nghịch biến hàm số Ví dụ : Giải phương trình
a) 3x + 4x = 5x b) 2x = 1+ x
3 c)
x
1
( ) 2x 1
3 d) 9x + 2(x -2)3x + 2x - = 0
Giải:
a) 3x + 4x = 5x
x x
3
5
(*)
Dễ thấy phương trình có nghiệm x=2 .Với x>2
2
2
3
3
1, 5 25
1
5
5
4 16
2
5 25
x
x x
x x
ph tr (*) khơng có nghiệm x 2
.Với x<2
2
2
3
4
1, 5 25
1
5
5
4 16
2
5 25
x
x x
x x
ph tr (*) khơng có nghiệm x 2
Vậy phương trình có nghiệm x=2 Bài tập
Bµi 1: Giải phương trình :
a.2x2 x 41 3x b.
2
x 6x
2
2 16 2
c.2x 2x 1 2x 2 3x 3x 1 3x 2 d.2 3x x 1 .5x 2 12 e
2
2 x
(x x 1) 1 f.( x x )2 x 2 1 g
2
2 x
(x 2x2) 1
Bµi 2:Giải phương trình :
a.34x 8 4.32x 5 270 b.22x 6 2x 7 170 c.(2 3)x (2 3)x 40 d.2.16x 15.4x 80
e.(3 5)x 16(3 5)x 2x 3 f.(74 3)x 3(2 3)x 2 0 g.3.16x2.8x 5.36x h
1 1
x x x
2.4 6 9
i
2 3x
x x
8 2 12 0
(5)k (x 1) x 3 1 Bµi 3:Giải phương trình :
a.3x 4x 5x b.3x x 40
c.x2 (3 )x x 2(1 ) x 0 d.22x 1 32x52x 1 2x 3x 1 5x 2 II PHƯƠNG TRÌNH LƠGARIT
* Phương trình lơgarit log
c
x c x a
a (x > 0, 0< a 1) * Một số phương pháp giải phương trình lơgarit
@ Phương pháp đưa số Biến vế đưa dạng:
log log
x=b 0 a 1, b>0
a x ab
Tổng quát:
logg(x)f(x)=logg(x)h(x) ⇔
0 ( )
( )
( ) ( )
g x f x f x h x
Ví dụ 1: Giải phương trình sau:
a./ log2 xlog (2 x3)2 b./ log2xlog2x2log29x
Giải:
a./ log2 xlog (2 x3)2 (1)
ĐK:
0
0
3
x x
x
x x
2
2
1 3
1
3
4
(loại)
( ) log (x x ) x x( )
x
x x x
x
b./ log2xlog2x2 log29x (1) ĐK: x>0
2 2 2
2 2
1 9
1
9 3
2
( ) log log log log log log
log log log log
x x x x
x x x
x=3>0 thỏa điều kiện Vậy phương trình có nghiệm x=3 Ví dụ 2: Giải phương trình: log2x+log3x+log4x=log10x(1) Giải.
đk: x >
Ta biến đổi số 2:
log3x=log32 log2x ; log4x=log42 log2x ; log10x=log102 log2x
(6)x+6¿3 4− x¿3+log1
4 ¿
x+2¿2−3=log1
4 ¿
2log1 ¿
(1)
Giải. Ta có:
x+2¿2=2 log1
4 |x+2| log1
4
¿
4− x¿3=3 log1
4 |4− x| log1
4
¿
x+6¿3=3 log1
4 |x+6| log1
4 ¿
Đk: ¿ |x+2|>0
4− x>0
6+x>0
¿{ {
¿
⇔
¿
−6<x<−2
−2<x<4
¿{
¿ (1) ⇔ log1
4
|x+2|−3=3 log1
4
(4− x)+3 log1
4
(x+6) ⇔ log1
4
|x+2|−1=log1
4
[(4− x)(x+6)]
⇔ log1
4|x+2|=log1
4
[(4− x)(x+6)] ⇔ 4|x+2|=(4− x)(x+6)>0
⇔
4(x+2)=− x2−2x+24
¿
4(x+2)=x2+2x −24
¿ ¿ ¿ ¿
⇔
x2+6x −16=0
¿
x2−2x −22=0
¿ ¿ ¿ ¿
⇔
x=2
¿
x=−8
¿
x=1±√33
¿ ¿ ¿ ¿
⇒ nghiệm:
x=2
¿
x=1−√33
¿ ¿ ¿ ¿
Ví dụ 4: Giải biện luận phương trình:
log2+√3√x2−3x+2 + log2−√3√x −1 = log7−4√3[a(x+2)] , a > (1) Giải.
Đk: x2 – 3x + > 0, x – > 0, a(x + 2) > ⇒ x > Ta có: (2+√3)(2−√3) = ⇒ log2−√3√x −1 =
2+√3¿−1 ¿ ¿ log¿
= −log2+√3√x −1 log2+√3√x2−3x
+2 + log2−√3√x −1 = log2+√3√
x2−3x+2
√x −1 =
1
2log2+√3(x −2)
log7−4√3[a(x+2)] =
2−√3¿2 ¿ ¿ log¿
=
2log2−√3[a(x+2)] = −
2log2+√3[a(x+2)]
(1) ⇔
2log2+√3(x −2) = −
2log2+√3[a(x+2)] ⇔ x – = [a(x+2)]
−1 ⇔
x2 – =
(7)⇔ x2 = +
a
a > ⇒ nghiệm: x = ±√4+1
a
x > ⇒ x = √4+1
a Bài tập áp dụng:
1) Giải phương trình: a) log2(4x1 4) log2(4
x
+1) = log1
√2√
b) logx3 + log3x = log√x3 + log3√x + c) logx(125x) log252x =
d) log3(sin x
2−sinx) + log13(sin
x
2+cos 2x) = (Đề 3) 2) Xác định m để phương trình:
2 log4(2x2− x+2m−4m2) + log1
(x2+mx−2m2) = 0
có nghiệm x1 , x2 thoả mãn: x12 + x22 >
Hướng dẫn:
pt ⇔ log2(2x2− x+2m−4m2) = log2(x2+mx−2m2) ⇔
¿
2x2− x+2m−4m2=x2+mx−2m2
x2+mx−2m2>0
¿{
¿
⇔
¿
x2−
(m+1)x+2m −2m2=0
x2
+mx−2m2>0
¿{
¿
⇔
x1=2m
¿
x2=1−m
¿
¿x2+mx−2m2>0(2)
¿ ¿{
¿ ¿ ¿
phương trình có nghiệm x1 , x2 nên x1 , x2 điều kiện (2) ⇒ – < m <
x12 + x22 > ⇒
−1<m<0
¿ 5<m<
1 ¿ ¿ ¿ ¿ 3) Tìm a để phương trình
log5(ax)
log5(x+1) = có nghiệm
(8)pt ⇔
ax>0
x+1>0;x+1≠1
x+1¿2 ¿ ¿ ¿{ {
log5(ax)=log5¿
⇔
0
1
– a x
ax x x
phương trình có nghiệm (2) có nghiệm thoả mãn:
¿ ax>0
−1<x ≠0
¿{
¿ 4) Giải biện luận phương trình: 2lgx – lg(x – 1) = lga theo a (đề 29)
@ Phương pháp đặt ẩn phụ Ví dụ 1. Giải phương trình
x −1¿log2[4(x−1)]
¿ = x −1 ¿3 ¿ Giải.
Đk:
¿ 4(x −1)>0
x −1>0
¿{
¿
Lấy logarit số vế, ta được:
x −1¿log2[4(x−1)]
log2¿ =
x −1¿3 8¿ log2¿
⇔ log2[4(x −1)] log2(x −1) = + log2(x −1) ⇔ [2+log2(x −1)] log2(x −1) = + log2(x −1) (1)
Đặt t = log2(x −1) ⇒ (1) ⇔ t2 – t – = ⇒ phương trình có nghiệm: t1=1−√13
2 ; t2=
1+√13
2 t1=1−√13
2 ⇒ x1=1+2 1−√13
2
t2=1+√13
2 ⇒ x2=1+2 1+√13
2
Ví dụ 2. Giải phương trình √x −2¿
2 ¿
2¿ = log2(2x)
Giải.
Đk: ¿ 2x>0
x −2≥0 ¿{
¿
(9)Đặt 2x −1 = y; y ≥2 ⇒ x = log
2 y + ⇒ Ta hệ phương trình:
¿
y=log22x
x=log22y ¿{
¿
⇔
¿ 2y=2x
2x
=2y
¿{
¿
⇔
y 2y = x. 2x (1)
Xét hàm số: f(z) = z ez ; f'(z) = ez + ez > ∀z ≥2
f(z) đồng biến [2; +∞ ) Từ (1) ⇔ x = y ⇒ 2x
=2x
Đường thẳng y = 2x cắt đường cong y = 2x điểm: x1 = 1; x2 = từ x ≥2 ⇒ x = nghiệm
Ví dụ 3. Giải phương trình
xlog29 = x2 3log2x – xlog23 (1)
Giải. Đk: x>0
áp dụng công thức: alogbc = clogba
(1) ⇔ 9log2x = x2 3log2x – 3log2x ⇔ 3log2x = x2 –
Đặt t = log2x ⇒ 3t + = 4t ⇔
(34) t
+ (1 4)
t
= (2) Xét f(t) = (3
4) t
+ (1 4)
t
hàm nghịch biến ⇒ (2) có nghiệm t = ⇒ x = nghiệm (1)
Ví dụ 4: Giải phương trình sau:
a./ log22x2log2 x 0 b./ 1log (2 x 1) log x14
c./ lg2x 5lgxlgx3 d./ 2 log2x log216x 0 Giải:
2
2
2
2
2 (1) x>0
(1)
/ log log :
log log
a x x ÑK
x x
2
2
2
2
1
t= ta có : t
2
2 1
2
log log ,
log
x t
Đặt x t
t x
x x
Thỏa điều kiện x>0 Vậy phương trình có nghiệm là: x=2 x=1/4 b./ 1log (2 x 1) log x14 (1)
(10)
2
2
2
2
2
1
1
4
1 1 1
1
1
(*)
log
( ) log ( ) log ( )
log ( ) log ( )
log ( ) log ( )
x x
x x
x x
x x
x x
Đặt: tlog (2 x 1), ta có :
2 2 0
2
t
t t
t
2
1
1
1
1
4
log ( )
log ( )
x x
x
x x x
thỏa (*)
Vậy phương trình có nghiệm : x = x = 5/4 c./ lg2 x 5lgx lgx3 (1)
ĐK: x>0 (*)
2
1
( ) lg x lgx lgx lg x lgx
Đặt: t= lgx , ta có:
2
7
10
1
8
7 10
lg lg
x
t x
t t
t x x
thỏa (*)
Vậy phương trình có nghiệm là: x = 10 x = 107
d./
2
2 log x log 16x 0 (1)
ĐK:
2 1
0
16
log x x
x x
x
(*)
2 2 2
1 16
( ) log xlog log x log x log x
Đặt: t log2x 0, ta có:
2
2
1
2
3 (loại) log
t
t t x x
t
Thỏa (*)
Vậy phương trình có nghiệm x=2 Bài tập áp dụng:
1) Giải phương trình
a) log2(x −√x2−1) log3(x+√x2−1) = log6|x −√x2−1|
b) log3(3x−1) log3(3x+1−3) = c) log4log2x + log2log4x =
d) logx3 + log3x = log√x3 + log3√x + 2) Giải biện luận theo a
a) √logxax logax = – √2
b) ( loga2x + 2) loga2xa = logxa log
ax
(11)3) Cho phương trình: (m – 3) log1 2
(x −4) – (2m + 1) log1
(x −4) + m + = 0
tìm m để phương trình có nghiệm x1, x2 thoả mãn < x1 < x2 < 4) Giải phương trình
a
1
1
4 lg x2lg x
b.log x2 10 log x2 6 0
c log0,04x 1 log0,2x 3 1 d.3log 16x 4 log x16 2 log x2
e.log 16x2 log 642x 3
f
3
lg(lg x)lg(lg x 2)0
@ Phương pháp sử dụng tính đồng biến nghịch biến hàm số Ví dụ 1. Giải phương trình: lg(x2− x −6) + x = lg(x+2) + (1)
Giải.
Đk: x2− x −6>0 , x + > ⇒ x >
(1) ⇔ lg(x2− x −6) – lg(x+2) = – x ⇔ lgx
2
− x −6
x+2 = – x ⇔ lg(x – 3) = – x
(2)
Nhận xét: x = nghiệm (2)
y = lg(x – 3); y' = x −13 > hàm đồng biến y = – x nghịch biến
⇒ x = nghiệm Ví dụ 2. Giải phương trình
log2√2+√3(x2−2x −2) = log2+√3(x2−2x −3) (1)
Giải.
Đk:
¿
x2−2x −2
>0
x2−2x −3
>0
¿{
¿
⇒
x<−1
¿
x>3
¿ ¿ ¿ ¿
(1) ⇔ log√8+4√3(x2−2x −2) = log√7+4√3(x2−2x −3) (2)
Đặt: a = + √3 ; t = x2−2x −3
(2) ⇔ loga+1(t+1) = logat (3) Đặt: y = logat (3) ⇔
t=ay
a+1¿y ¿ ¿ ¿{
t+1=¿
⇔ ay+1 = a+1¿
y
¿ ⇔ (
a a+1)
y
+ (
a+1)
y =
(4)
(12)Ví dụ 3. Giải phương trình: 2log5(x+3) = x
Giải. Đk: x > –
– < x 0: phương trình vơ nghiệm x > 0: Đặt log5(x+3) = t ⇒
¿ log5(x+3)=t
2t=x
¿{
¿
⇔
¿
x+3=5t
x=2t
¿{
¿
⇒ (1 5)
t
+ (2 5)
t
=1 (*) t = nghiệm VT (*) hàm nghịch biến ⇒ t = nghiệm ⇒ x = nghiệm
Bái tập áp dụng:
1) Tìm m để phương trình: lg2
(10x) + lgx = m
a) có nghiệm
b) có nghiệm thoả mãn: < x < 10 2) Giải phương trình: log2(x+3log6x
) = log6x Bài tập Bài tập 1: Giải phương trình sau
a log x5 log5x6 log5x2 b log x5 log x25 log0,2 3
c
2 x
log 2x 5x4 2
d
2 x 3
lg(x 2x 3) lg 0
x 1
e
1
.lg(5x 4) lg x 1 2 lg 0,18 2
Bài tập 2: Giải phương trình sau
a
1 2
1
4 lg x 2lg x b.log x2 10 log x2 6 0
c log0,04x 1 log0,2x3 1 d.3log 16x 4 log x16 2 log x2
e.log 16x2 log 642x 3 f.lg(lg x)lg(lg x3 2)0
Bài tập 3: Giải phương trình sau
a
x
3
1
log log x 9 2x
2
b.
x x
2
log 4.3 6 log 9 6 1
c
x x
2
2
1
log 4 4 log 4 1 log
8
d
x x
lg 6.5 25.20 x lg 25
e
x x
2 lg 1 lg 5 1 lg 5 5
f
x
xlg 5 x lg 2lg3 g.5lg x 50 xlg 5 h.
2
lg x lg x
x 1 x 1 i.3log32x xlog x3 162
Bài tập 4: Giải phương trình sau
a
2
xlg x x 6 4 lg x2
(13)c.
2
3
x2 log x 1 4 x log x 1 160 d.2log x 35 x
III/ HỆ PHƯƠNG TRÌNH MŨ VÀ LƠGARIT Các phương pháp giải thường sử dụng
1 Phương pháp 1: Sử dụng phép biến đổi tương đương phép thế Ví dụ : Giải hệ phương trình sau :
1) 3
x y log (9x ) log y
6)
1 3¿
x −2y ¿
log2(x − y)+log2(x − y)=4
¿
√3¿x − y=¿ ¿ ¿
2)
¿ log1
4
(y − x)−log41
y=1 x2+y2=25
¿{
¿
7)
y
3
3 x ( x 1)3
x y log x
3)
¿ 23x=5y2−4 y
4x
+2x+1
2x+2 =y
¿{
¿
8)
¿
xlog8y
+ylog8x
=4
log4x −log4y=1 ¿{
¿
4)
¿
√y − x=x+1
x+2y=10
¿{
¿
9)
x y
log x4 log y 02
5)
¿
log2(x2+y2)=5 log4x+log2y=4
¿{
¿
10)
¿ 2x 4y
=64
√x+√y=3
¿{
¿
2 Phương pháp 2: Đặt ẩn phụ
Ví dụ : Giải hệ phương trình sau :
1)
1
3
4 6.3
y x x y
2)
log log
3 20 log
x y
y
y x
x x y x
3)
¿ 42x2−2−22x2+y
+4y=1
22y+2−3 22x2
+y
=16
¿{
¿
4)
¿
log2x+3√5−log3y=5
3√log2x −1−log3y=−1
¿{
¿
5)
¿
3− x 2y
(14)Bài tập Bài tập 1: Giải hệ phương trình sau :
a/
2
lg x lg y 1
x y 29
b/
2
lg x y 1 3lg 2
lg x y lg x y lg3
c/
4
2
log x log y 0
x 5y 4 0
d/
x y y x
3
4 32
log x y 1 log x y
d/ y
2
x y
2 log x
log xy log x
y 4y 3
Bài tập 2: Giải hệ phương trình sau :
a
x y 3x 2y
4 128
5 1
b.
2
x y (x y)
5 125
4 1
c
2x y
x y
3 2 77
3 2 7
d.
x y
2 2 12
x y 5