Tổng hợp lý thuyết và bài tập Phương trình mũ và phương trình lôgarit

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Hỏi phương trình \(3x^2-6x+\ln\left(x+1\right)^3+1=0\) có bao nhiêu nghiệm phân biệt?
    • 2.
    • 1.
    • 3.
    • 4.
    Hướng dẫn giải:

    Phương trình đã cho là phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị \(f\left(x\right)=3x^2-6x+\ln\left(x+1\right)^3+1\) với trục hoành.
    Trên tập xác định \(D=\left(-1;+\infty\right)\) ta có
    \(f'\left(x\right)=6x-6+\dfrac{3}{x+1}=\dfrac{3\left[2\left(x^2-1\right)+1\right]}{x+1}=\dfrac{3\left(2x^2-1\right)}{x+1}\).
    Bảng biến thiên hàm số \(y=f\left(x\right)\):
    01.png
    Chú ý rằng \(f\left(\dfrac{1}{\sqrt{2}}\right)=\dfrac{3}{2}-\dfrac{6}{\sqrt{2}}+3\ln\left(\dfrac{1}{\sqrt{2}}+1\right)+1=\dfrac{5-6\sqrt{2}}{2}+3\ln\left(1+\dfrac{1}{\sqrt{2}}\right)\approx\)-0,1382406969<0 và
    \(f\left(\dfrac{1}{\sqrt{2}}\right)=\dfrac{3}{2}-\dfrac{6}{\sqrt{2}}+3\ln\left(\dfrac{1}{\sqrt{2}}+1\right)+1=\dfrac{5-6\sqrt{2}}{2}+3\ln\left(1+\dfrac{1}{\sqrt{2}}\right)\approx\) 3,05879915522 >0. Do đó đồ thị cắt trục hoành tại 3 điểm phân biệt. Phương trình đã cho có 3 nghiệm phân biệt.
     
  2. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Hỏi có bao nhiêu giá trị m nguyên trong đoạn \(\left[-2017;2017\right]\) để phương trình \(\log\left(mx\right)=2\log\left(x+1\right)\) có nghiệm duy nhất?
    • 2017.
    • 4014.
    • 2018.
    • 4015.
    Hướng dẫn giải:

    Với điều kiện \(x>-1\) thì \(2\log\left(x+1\right)=\log\left(x+1\right)^2\), phương trình đã cho tương đương vơí:
    \(\log\left(mx\right)=\log\left(x+1\right)^2\Leftrightarrow mx=\left(x+1\right)^2\Leftrightarrow m=\dfrac{\left(x+1\right)^2}{x}\).
    Phương trình sẽ có nghiệm duy nhất khi và chỉ khi đồ thị \(y=f\left(x\right)=\dfrac{x^2+2x+1}{x},x>-1\)
    và đường thẳng \(y=m\) có điểm chung duy nhất.
    Ta có \(f'\left(x\right)=\dfrac{x^2-1}{x^2}\), hàm số đã cho có bảng biến thiên sau:
    01.png
    Số giao điểm sẽ là 1 khi và chỉ khi \(m< 0\) hoặc \(m=4\). Trong đoạn \(\left[-2017;2017\right]\)có 2017 số nguyên âm; \(m=4\in\) \(\left[-2017;2017\right]\) Vậy đáp số là 2018.
     
  3. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  4. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  5. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  6. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tìm giá trị thực của tham số m để phương trình
    \({9^x} - {2.3^{x + 1}} + m = 0\)
    có hai nghiệm thực \(x_1,x_2\) thỏa mãn \(x_1+x_2=1\)
    • \(m=6\)
    • \(m=-3 \)
    • \(m=3 \)
    • \(m=1\)
    Hướng dẫn giải:

    Cách 1:
    \({9^x} - {2.3^{x + 1}} + m = 0 (*) \Leftrightarrow {({3^x})^2} - {6.3^x} + m = 0\)
    Đặt \(t = {3^x} \Rightarrow {t^2} - 6t + m = 0(**)\)
    Theo đề bài \(x_1 + {x_2} = 1 \Leftrightarrow {\log _3}{t_1} + {\log _3}{t_2} = 1 \Leftrightarrow {t_1}.{t_2} = 3\)
    Để phương trình (*) có 2 nghiệm phân biệt thỏa mãn \(x_1 + {x_2} = 1\) thì điều kiện cần và đủ là phương trình (**) có
    hai nghiệm phân biệt \(t_1,t_2\) thỏa mãn điều kiện \({t_1}.{t_2} = 3\)
    \(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {\Delta ' > 0}\\ {m = 3} \end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {9 - m > 0}\\ {m = 3} \end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {m < 9}\\ {m = 3} \end{array}} \right.} \right.} \right.\\ \Leftrightarrow m = 3 \end{array}\)
    Cách 2: Bài toán trở thành " Tìm m để phương trình (**) có hai nghiệm \(t_1,t_2\) với tích bằng 3. Lần lượt thay các giá trị đã cho của m vào (**) ta thấy chỉ có \(m=3\) thỏa mãn.
     
  7. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tìm tập nghiệm \(S\) của phương trình \({\log _{\sqrt 2 }}\left( {x - 1} \right) + {\log _{\frac{1}{2}}}\left( {x + 1} \right) = 1\).
    • \(S = \left\{ {\frac{{3 + \sqrt {13} }}{2}} \right\} \)
    • \(S = \left\{ 3 \right\}\)
    • \(S = \left\{ {2 - \sqrt 5 ;2 + \sqrt 5 } \right\} \)
    • \(S = \left\{ {2 + \sqrt 5 } \right\}\)
    Hướng dẫn giải:

    Điều kiện \(x>1\).
    \(\begin{array}{l} {\log _{\sqrt 2 }}\left( {x - 1} \right) + {\log _{\frac{1}{2}}}\left( {x + 1} \right) = 1\\ \Leftrightarrow 2{\log _2}\left( {x - 1} \right) - {\log _2}\left( {x + 1} \right) = 1\\ \Leftrightarrow {\left( {x - 1} \right)^2} = 2\left( {x + 1} \right)\\ \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {x = 2 + \sqrt 5 }\\ {x = 2 - \sqrt 5 } \end{array}} \right. \end{array} \)
    Kết hợp điều kiện suy ra \(S = \left\{ {2 + \sqrt 5 } \right\}\).
     
  8. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tìm tất cả các giá trị thực của tham số \(m\) để phương trình \(4^x-2^{x+1}+m=0\) có hai nghiệm thực phân biệt.
    • \(m \in \left( { - \infty ;1} \right)\)
    • \(m \in \left( {0;1} \right] \)
    • \(m \in \left( {0;1} \right) \)
    • \(m \in \left( {0; + \infty } \right)\)
    Hướng dẫn giải:

    Đặt \(t=2^x,t>0\) (\(\Leftrightarrow x=\log_2t\)) , phương trình đã cho trở thành \(t^2-2t+m=0\) (1).
    Phương trình đã cho sẽ có 2 nghiệm thực phân biệt khi và chỉ khi phương trình (1) có hai nghiệm dương phân biệt. Điều này xảy ra khi và chỉ khi \(\left\{{}\begin{matrix}\Delta'=1-m>0\\t_1+t_2=2>0\\t_1t_2=m>0\end{matrix}\right.\) \(\Leftrightarrow0< m< 1\Leftrightarrow m\in\left(0;1\right)\).
     
  9. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  10. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tổng giá trị tất cả các nghiệm của phương trình \(\log_3x.\log_9x.\log_{27}x.\log_{81}x=\dfrac{2}{3}\)
    Hướng dẫn giải:

    • \(\dfrac{82}{9}\)
    • \(\dfrac{80}{9}\)
    • \(9\)
    • \(0\)
    Cách 1 (tự luận):
    \(\log_3x.\log_9x.\log_{27}x.\log_{81}x=\dfrac{2}{3}\)
    Đặt \(\log_3x=t\), ta có \(\log_3x.\dfrac{1}{2}.\log_3x.\dfrac{1}{3}.\log_3x.\dfrac{1}{4}.\log_3x=\dfrac{2}{3}\)
    \(\Leftrightarrow\dfrac{1}{24}.t^4=\dfrac{2}{3}\Leftrightarrow t^4=16\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}t=2\\t=-2\end{matrix}\right.\)
    \(\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}\log_3x=2\\\log_3x=-2\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}x=3^2=9\\x=3^{-2}=\dfrac{1}{9}\end{matrix}\right.\)
    Tổng giá trị hai nghiệm là \(9+\dfrac{1}{9}=\dfrac{82}{9}\)
    Cách 2 (casio):
    Dùng lệnh SOLVE trong MODE COMP:
    -Nhập phương trình \(\log_3x.\log_9x.\log_{27}x.\log_{81}x-\dfrac{2}{3}\) :
    i3$Q)$i9$Q)$i27$Q)$i81$Q)$pa2R3
    Dùng lệnh SOLVE để giải phương trình (khi máy hỏi X? ta nhập một giá trị nào đó): qr1=. Màn hình hiện kết quả
    01.png
    Nhận được một nghiệm của phương trình là 0,1111111111 \(\approx\dfrac{1}{9}\).
    - Tìm nghiệm tiếp: trở lại biểu thức đã nhập và sửa lại thành
    \(\left(\log_3x.\log_9x.\log_{27}x.\log_{81}x-\dfrac{2}{3}\right):\left(x-\dfrac{1}{9}\right)\)
    nhấn các phím: !)$(!!P(Q)pa1R9$)
    - Giải phương trình \(\left(\log_3x.\log_9x.\log_{27}x.\log_{81}x-\dfrac{2}{3}\right):\left(x-\dfrac{1}{9}\right)=0\)
    bằng cách nhấn tiếp qr= Máy cho nghiệm thứ hai \(x=9\).
    - Làm tương tự để tiếp tục tìm nghiệm: !)$(!!P(Q)p9)qr=
    Màn hình báo Continue , phương trình không còn nghiệm nào. Vậy tổng các nghiệm phương trình là \(9+\dfrac{1}{9}=\dfrac{82}{9}\).