Phn I: LY THA, HM S M, HM S LễGARIT
I.Ly tha:
1. nh ngha:
= ƠĂ
123
*
. ... ( , )
n
n thửứa soỏ
a a a a a n
1
a a a = Ă
,
0
1 0a a=
{ }
1
( , 1, / 0 )
n
n
a n Z n a R
a
+
=
( )
0; ,
m
n
m
n
a a a m n N
= >
( )
1 1
0; ,
m
n
m
n
m
n
a a m n N
a
a
= = >
2k
x
xỏc nh khi
0x
(k
Ơ
)
2 1k
x
+
ã
xỏc nh x
Ă
(k
Ơ
)
2. Cỏc tớnh cht : Tt c cỏc loi ly tha u cú tớnh cht tng t sau õy(Ch khỏc iu kin):
Cho
0; 0a b> >
v
, .m n
Ă
Ta cú:
.
m n m n
a a a
+
=
.
( ) ( )
m n n m m n
a a a = =
m
m n
n
a
a
a
=
( . ) .
n n n
a b a b =
n
n
n
a a
b
b
=
ữ
II.Hm s ly tha:
o hm ca hm s ly tha:
( )
/
1
. ( 0, )x x x
= >
Ă
;
( )
/
1 /
. . ( 0, )u u u u
= >
Ă
III. Lụgarit:
( )
log 0; 1; 0
dn
a
b a b a a b
= = > >
Cỏc tớnh cht : Vi
1 2
0; 1; 0; 0; 0; 0; 1a a b b b c c
> > > > >
. Ta cú cỏc tớnh cht:
log 1 0
a
=
log 1
a
a
=
log
b
a
a b =
log
a
a
=
1 2 1 2
log ( . ) log log
a a a
b b b b
= +
1
1 2
2
log ( ) log log
a a a
b
b b
b
=
log .log
a a
b b
=
1
log log
n
a a
b b
n
=
c bit :
2
log 2.log
a a
N N
=
log log .log
c c a
b a b
=
log
log
log
c
a
c
b
b
a
=
( )
1
log 1
log
a
b
b b
a
=
( )
1
log log 0
k a
a
N N
k
=
Cụng thc c bit:
a
b
c
c
b
a
loglog
=
IV. Hm s m: Cú dng :
x
y a=
( a > 0 , a
1 ).
Tp xỏc nh :
.D
=
Ă
Tp giỏ tr :
( )
0
x
T a x R
+
= > Ă tức là:
Tớnh n iu:
+ a > 1 :
x
y a=
ng bin trờn
Ă
.
+ 0 < a < 1 :
x
y a=
nghch bin trờn
Ă
.
th hm s m
x
y a=
:
17
a > 1
0 < a < 1
Đạo hàm hàm số mũ:
( )
'
x x
e e
• =
( )
' '
u u
e u e
• =
( )
/
ln
x x
a a a
• =
(a > 0, a ≠ 1)
( )
' '. ln
u u
a u a a
• =
V. Hàm số lôgarít: Dạng
log
a
y x
=
( a > 0 , a
≠
1)
Tập xác định :
= +∞
D (0; )
Tập giá trị:
=
¡T .
Tính đơn điệu:
+ a > 1 :
log
a
y x
=
đồng biến trên
+∞(0; )
(Tức là:
1 2 1 2
log log
a a
x x x x
< ⇔ <
)
+ 0 < a < 1 :
log
a
y x
=
nghịch biến trên
+∞(0; )
(Tức là:
1 2 1 2
log log
a a
x x x x
< ⇔ >
)
Đồ thị của hàm số lôgarít:
a > 1
0 < a < 1
Đạo hàm hàm số lôgarit:
( )
1
log '
ln
a
x
x a
• =
( )
'
log '
ln
a
u
u
u a
• =
( )
1
ln 'x
x
• =
( )
'
ln '
u
u
u
• =
MỘT SỐ DẠNG TOÁN CƠ BẢN (Xem thêm).
Dạng 1: Rút gọn biểu thức, tính giá trị biểu thức:
Hướng giải: Sử dụng các công thức đã biết, rút gọn các biểu thức.
Ví dụ 1: Tính
25
log 15
theo a khi biết
3
log 15 a=
.
Phân tích: Tìm mối liên hệ giữa giả thiết và kết luận Biểu diễn
25
log 15
và
3
log 15
qua
3
log 5
.
Ta có:
( ) ( )
2
25 5 5 5
5
1 1
log 15 log 3.5 log 3 log 5 log 3 1
2 2
= = + = +
3 3 3 3 3 5
1
log 15 log 3.5 log 3 log 5 1 log 5 log 3
1
a
a
= = + = + = =Þ
-
Vậy:
( )
25 5
1 1 1
log 15 log 3 1 1
2 2 1 2( 1)
a
a a
æ ö
÷
ç
= + = + =
÷
ç
÷
ç
è ø
- -
.
Ví dụ 2: Rút gọn biểu thức
1 1 1 1
1 -1
1 1 1 1
1
( ax )( )
4
a x a x
C xa
a x a x
− − − −
−
− − − −
− +
= − +
+ −
Phân tích: Nên rút gọn các biểu thức nhỏ.(Cũng có thể giải theo hướng qui đồng hai phân thức trong
ngoặc phía sau).
Giải:
18
2 2
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
2 2
1 1 1 1
1 1
1 1 1 1
4 4
1 1 ( ) ( ) 1 2( )
( )( ) ( )
4 4 4 2
x a x a
x a x a
a x a x ax ax
C
x a x a
a x ax
a x a x ax ax
x a x a x a x a x a x a x a x a
ax x a x a ax x a ax ax
− +
− +
÷ ÷
−
= − + = +
÷ ÷
÷
+ −
÷ ÷
+ −
− − + − − + + + +
= + = = =
+ − −
Dạng 2: So sánh hai số dưới dạng lũy thừa, lôgarit:
Hướng giải:
Sử dụng tính chất của hàm số mũ (lôgarit) có cơ số a:
1a
>
: hàm số đồng biến,
0 1a
< <
hàm số nghịch
biến trên tập xác định.
Nếu cùng cơ số: Ta so sánh trực tiếp dựa vào cơ số lớn hơn 1 hay nhỏ hơn 1.
Nếu khác cơ số, ta so sánh thông qua một số thứ ba.
Ví dụ: a. So sánh các cặp số
0,2
3
π
÷
và
0,3
4
π
÷
b. So sánh các cặp số:
0,1
log 2
và
0,1
log 5
a.Vì
1
3
π
>
nên hàm số
3
x
y
π
=
÷
là hàm số đồng biến. Do đó:
0,2 0
3 3
π π
>
÷ ÷
hay
0,2
1
3
π
>
÷
.
Ta cũng có:
0 1
4
π
< <
nên hàm số
4
x
y
π
=
÷
là hàm số nghịch biến. Do đó:
0,3 0
4 4
π π
<
÷ ÷
hay
0,3
1.
4
π
<
÷
Từ đó ta rút ra:
0,2 0,3
.
3 4
π π
>
÷ ÷
b. Ta có:
0,1 0,1
0 0,1 1
log 2 log 5
2 5
< <
⇒ >
<
Dạng 3: Đạo hàm hàm số mũ, lôgarit:
Hướng giải: Sử dụng các công thức đạo hàm đã nêu ở trên.
Ví dụ: Tính đạo hàm các hàm số: a.
(cos 2)
x
y e x
= −
b.
ln 1
ln 1
x
y
x
−
=
+
Giải:
a.
( )
( )
1 cos 1
' '(cos 2) . cos 2 ' (cos 2) sin sin
2 2
x x x x x
x
y e x e x e x e x e x
x x x
= − + − = − − = − −
÷
.
b.
( ) ( ) ( ) ( )
( )
( )
( ) ( )
2 2 2
1 1
ln 1 (ln 1)
ln 1 ' ln 1 ln 1 ln 1 '
ln 1 2
' ' .
ln 1
ln 1 ln 1 ln 1
x x
x x x x
x
x x
y
x
x x x x
+ − −
− + − − +
−
= = = =
÷
+
+ + +
BÀI TẬP: Tính đạo hàm của các hàm số:
1) y = x.e
x
2) y = x
7
.e
x
3) y = (x – 3)e
x
4) y = e
x
.sin3x
5) y = (2x
2
-3x – 4)e
x
6) y = sin(e
x
) 7) y = cos(
2
2 1x x
e
+
) 8) y = 4
4x – 1
9) y = x.lnx 10) y = x
2
lnx -
2
2
x
11) ln(
2
1x x+ +
) 12) y = log
3
(x
2
- 1)
13) y = ln
2
(2x – 1) 14) y = x.sinx.lnx 15) y = lnx.lgx – lna.log
a
(x
2
+ 2x + 3)
Phần 2: PHƯƠNG TRÌNH MŨ, PHƯƠNG TRÌNH LÔGARIT
Chú ý: Trước khi giải một phương trình, bất phương trình; cần chú ý đặt điều kiện cho phương trình, bất
phương trình (nếu có).
Phương trình mũ:
19
Cách giải tổng quát : Biến đổi phương trình để đưa các hàm số có mặt trong phương trình về cùng một
cơ số.
Một số phương pháp thường sử dụng:
I. Phương trình mũ cơ bản:
( )f x
a m
=
Điều kiện:
0 1a
< ≠
Trường hợp 1:
0m
≤
: Phương trình vô nghiệm.
Trường hợp 2:
0m
>
: Nên suy nghĩ theo hai hướng ( Có thể luôn thực hiện theo hướng thứ hai):
Nếu m = a
n
thì ta có:
( )
( )
( )
f x
n
f x
a a f x n
a m
= ⇔ =
= ⇔
Nếu
n
m a
≠
thì ta có:
( )
( )
log
f x
a
a m f x m
= ⇔ =
Ví dụ: Giải phương trình:
a.
1 1
5 6.5 3.5 52
x x x
+ −
+ − =
b.
1
3 .2 72
x x+
=
Nhận xét: Trong hai phương trình, không có phương trình nào cần đặt điều kiện.
Phân tích câu a) Có thể biến đổi các biểu thức vế trái để cùng có chung nhân tử
5
x
Đặt nhân tử
chung, rút gọn Đưa về dạng cơ bản.
1 1
3 3 52
5 6.5 3.5 52 5.5 6.5 .5 52 5 (5 6 ) 52 .5 52 5 5 1.
5 5 5
x x x x x x x x x
x
+ −
+ − = ⇔ + − = ⇔ + − = ⇔ = ⇔ = ⇔ =a.
Vậy phương trình có nghiệm duy nhất x = 1.
b. Phân tích: có thể biến đổi vế trái:
1
3 .2
x x+
để đưa các lũy thừa về cùng số mũ x đưa về dạng cơ bản.
1 2
3 .2 72 3 .2 .2 72 2.6 72 6 36 6 6 2.
x x x x x x x
x
+
= ⇔ = ⇔ = ⇔ = ⇔ = ⇔ =
II. Đưa về cùng cơ số:
Hướng giải:
- Biến đổi các hàm số có mặt trong phương trình về cùng cơ số, sau đó rút gọn, đưa về dạng cơ bản
hoặc về dạng:
( ) ( )
( ) ( ). (
f x g x
a a f x g x
= ⇔ = < ≠
Vôùi 0 a 1).
(Thường gặp)
- Nếu cơ số a thay đổi thì:
[ ]
=−−
>
⇔=
0)()()1(
0
)()(
xgxfa
a
aa
xgxf
(Ít gặp).
Ví dụ: Giải phương trình:
2
2 4
3 5
1
9
3
x
x x
− +
+ −
=
÷
Nhận xét: Hai vế của phương trình có thể biến đổi để đưa về cùng cơ số 3.
( ) ( )
2
2 2
2 4
2 4 3 5
3 5 1 2 2 4 2 6 10 2
2
1
9 3 3 3 3 2 4 2 6 10
3
1
2 4 6 0
3
x
x x x
x x x x x
x x x
x
x x
x
− +
− + + −
+ − − − + −
= ⇔ = ⇔ = ⇔ − = + −
÷
=
⇔ + − = ⇔
= −
Vậy phương trình có hai nghiệm: x = 1; x = -3.
BÀI TẬP: Giải các phương trình sau:
a)
4
3
2 4
x
−
=
b)
2
5
6
2
2 16 2
x x
− −
=
c)
2
2 3 3 5
3 9
x x x
− + −
=
d)
2
8 1 3
2 4
x x x
− + −
=
e) 5
2x + 1
– 3. 5
2x -1
= 110 f)
5 17
7 3
1
32 128
4
x x
x x
+ +
− −
=
g) 2
x
+ 2
x -1
+ 2
x – 2
= 3
x
– 3
x – 1
+ 3
x - 2
h) (1,25)
1 – x
=
2(1 )
(0,64)
x+
III. Đặt ẩn số phụ:
Hướng giải: Thường biến đổi để phương trình chỉ còn một hàm số mũ duy nhất (nhưng không thể biến
đổi gọn hơn để đưa về các dạng cơ bản đã biết ở trên) và đặt nó làm ẩn phụ để đưa việc giải phương
trình đã cho về giải phương trình đại số. (Chú ý chỉ lấy nghiệm dương đối với ẩn số phụ).
Một số dạng thường gặp:
Loại 1: Phương trình có dạng
kf(x) (k-1)f(x) f(x)
k k-1 1 0
b a + b a + ...+ b a + b = 0
20
Khi đó ta đặt: t = a
f(x)
điều kiện: t > 0 . Ta được một phương trình đại số ẩn t, giải pt đại số này ta
biết được nghiệm của phương trình ẩn t.
Nếu có nghiệm t thì cần xét xem có thỏa điều kiện t > 0 hay không. Nếu thỏa điều kiện thì giải phương
trình
( )f x
t a
=
để tìm nghiệm của phương trình đã cho.
Ví dụ:
1 1 1 2 1
4 6.2 8 0 (2 ) 6.2 8 0
x x x x
+ + + +
− + = ⇔ − + =
Đặt t =
1
2
x
+
. Điều kiện t > 0. Ta có
2
2
6 8 0
4
t
t t
t
=
− + = ⇔
=
Với t = 2 ta có
1
2
x
+
=2
0x
⇔ =
Với t = 4 ta có
1
2
x+
= 4
1x
⇔ =
.
Vậy phương trình đã cho có hai nghiệm:
0x
=
và
1.x
=
BÀI TẬP: Giải phương trình.
1) 4
x
+ 2
x+1
– 8 = 0 2) 4
x+1
– 6. 2
x+1
+ 8 = 0 3) 3
4x+8
– 4. 3
2x+5
+ 27
4)
16 17.4 16 0
x x
− + =
6)
1
49 7 8 0
x x+
+ − =
8)
( ) ( )
7 4 3 2 3 6
x x
+ + + =
9) 4
cos2x
+
x
2
cos
4
= 3
Loại 2: Phương trình đưa được về dạng:
f(x)
2
1 3
f(x)
α
α a + + α = 0
a
Hướng giải: Đặt
( )f x
t a
=
.
Ví dụ 1: Giải phương trình
1 3
5 125
5 5 26 26 0
5 5
x
x x
x
− −
+ = ⇔ + − =
Đặt
5 ; 0
x
t t
= >
Ta được phương trình:
2
125 ( )
125
26 0 26 125 0
5 ( )
5 5
t
t t
t
t
t
=
+ − = ⇔ − + = ⇔
=
nhaän
nhaän
Với t =125 ta có
5 125 3
x
x= ⇔ =
.
Với t = 5 ta có
5 5 1.
x
x
= ⇔ =
Vậy phương trình đã cho có hai nghiệm: x = 1 và x = 3.
Ví dụ 2: Giải phương trình
( 7 48 ) ( 7 48 ) 14
x x
− + + =
(1)
Ta có
( 7 48 ) ( 7 48 ) 1
x x
− + =
. Đặt
1
( 7 48 ) ;( 0) ( 7 48 )
x x
t t
t
= + > ⇒ − =
(1) Trở thành:
2
7 48
1
14 14 1 0
7 48
t
t t t
t
t
= −
+ = ⇔ − + = ⇔
= +
Vớt
7 48t
= −
ta có:
( 7 48 ) 7 48 2
x
x
+ = − ⇔ = −
.
Vớt
7 48t
= +
ta có:
( 7 48 ) 7 48 2
x
x
+ = + ⇔ =
.
Lưu ý: Một số những cặp số là nghịch đảo của nhau. Ví dụ:
,... 83 ; 32 ; 12
±±±
BÀI TẬP: Giải phương trình.
1)
( ) ( )
23232
=−++
xx
2)
14487487
=
++
−
xx
Loại 3: Phương trình có dạng:
2f(x) f(x) 2f(x)
1 2 3
α a + α (ab) + α b = 0
Hướng giải: Chia cả hai vế cho
2 ( )f x
b
ta được phương trình
1
α
)(2 xf
b
a
+
2
α
)(xf
b
a
+
3
α
= 0
Ta đặt: t =
)(xf
b
a
điều kiện: t > 0, giải phương trình ẩn t, sau đó tìm nghiệm x.
Chú ý: Cũng có thể chia hai vế phương trình cho:
( )
( )
f x
ab
hoặc:
2 ( )f x
a
.
Ví dụ: Giải phương trình
9 6 2.4
x x x
+ =
.
21