Bài 5: Phương trình mũ và phương trình lôgarit

Lời giải:

Câu 1:

\(5^{2x}=3^{2x}+2.5^x+2.3^x\)

\(\Leftrightarrow 5^{2x}-2.5^x+1=3^{2x}+2.3^x+1\)

\(\Leftrightarrow (5^x-1)^2=(3^x+1)^2\)

\(\Leftrightarrow (5^x-1-3^x-1)(5^x-1+3^x+1)=0\)

\(\Leftrightarrow (5^x-3^x-2)(5^x+3^x)=0\)

Vì \(3^x,5^x>0\Rightarrow 3^x+5^x>0\), do đó từ pt trên ta có \(5^x-3^x=2\)

\(\Leftrightarrow 5^x=3^x+2\)

TH1: \(x>1\)

\(\Rightarrow 5^x=3^x+2< 3^x+2^x\)

\(\Leftrightarrow 1< \left(\frac{3}{5}\right)^x+\left(\frac{2}{5}\right)^x\)

Vì bản thân \(\frac{2}{5},\frac{3}{5}<1\), và \(x>1\Rightarrow \left(\frac{2}{5}\right)^x< \frac{2}{5};\left(\frac{3}{5}\right)^x<\frac{3}{5}\)

\(\Rightarrow \left(\frac{2}{5}\right)^x+\left(\frac{3}{5}\right)^x< 1\) (vô lý)

TH2: \(x<1 \Rightarrow 5^x=3^x+2> 3^x+2^x\)

\(\Leftrightarrow 1>\left(\frac{3}{5}\right)^x+\left(\frac{2}{5}\right)^x\)

Vì \(\frac{2}{5};\frac{3}{5}<1; x<1\Rightarrow \left(\frac{3}{5}\right)^x> \frac{3}{5}; \left(\frac{2}{5}\right)^x>\frac{2}{5}\Rightarrow \left(\frac{2}{5}\right)^x+\left(\frac{3}{5}\right)^x>1\)

(vô lý)

Vậy \(x=1\)

Câu 2:

Ta có \(1+6.2^x+3.5^x=10^x\)

\(\Leftrightarrow \frac{1}{10^x}+6.\frac{1}{5^x}+3.\frac{1}{2^x}=1\)

\(\Leftrightarrow 10^{-x}+6.5^{-x}+3.2^{-x}=1\)

Ta thấy, đạo hàm vế trái là một giá trị âm, vế phải là hàm hằng có đạo hàm bằng 0, do đó pt có nghiệm duy nhất.

Thấy \(x=2\) thỏa mãn nên nghiệm duy nhất của pt là x=2

Câu 3:

\(6(\sqrt{5}+1)^x-2(\sqrt{5}-1)^x=2^{x+2}\)

Đặt \(\sqrt{5}+1=a\), khi đó sử dụng định lý Viete đảo ta duy ra a là nghiệm của phương trình \(a^2-2a-4=0\)

Mặt khác, từ pt ban đầu suy ra \(6.a^x-2\left(\frac{4}{a}\right)^x=2^{x+2}\)

\(\Leftrightarrow 6.a^{2x}-2^{x+2}a^x-2^{2x+1}=0\)

\(\Leftrightarrow 2(a^x-2^x)^2+4(a^{2x}-2^{2x})=0\)

\(\Leftrightarrow 2(a^x-2^x)^2+4(a^x-2^x)(a^x+2^x)=0\)

\(\Leftrightarrow (a^x-2^x)(6a^x+2^{x+1})=0\)

Dễ thấy \(6a^x+2^{x+1}>0\forall x\in\mathbb{R}\Rightarrow a^x-2^x=0\)

\(\Leftrightarrow (\sqrt{5}+1)^x=2^x\Leftrightarrow x=0\)

Lời giải:

ĐKXĐ: \(x>0\)

Sử dụng công thức sau: \(\log_ax=\frac{\ln x}{\ln a}\) vào bài toán ta có:

\(\log_2x+\log_3x=\log_2x\log_3x\)

\(\Leftrightarrow \frac{\ln x}{\ln 2}+\frac{\ln x}{\ln 3}=\frac{\ln x}{\ln 2}.\frac{\ln x}{\ln 3}\)

\(\Leftrightarrow \ln x\left(\frac{1}{\ln 2}+\frac{1}{\ln 3}-\frac{\ln x}{\ln 2.\ln 3}\right)=0\)

\(\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}\ln x=0\left(1\right)\\\dfrac{1}{\ln2}+\dfrac{1}{\ln3}=\dfrac{\ln x}{\ln2.\ln3}\end{matrix}\right.\left(2\right)\)

\((1)\Leftrightarrow x=1\) (thỏa mãn)

\((2)\Leftrightarrow \frac{\ln 2+\ln 3}{\ln 2.\ln 3}=\frac{\ln x}{\ln 2.\ln 3}\)

\(\Leftrightarrow \ln x=\ln 2+\ln 3=\ln 6\Rightarrow x=6\)

Vậy \(x\in\left\{1;6\right\}\)

Lời giải:

a) ĐKXĐ:......

Ta có: \(\log_{2x+1}(3-x^2)=2\)

\(\Leftrightarrow 3-x^2=(2x+1)^2\)

\(\Leftrightarrow 5x^2+4x-2=0\)

\(\Leftrightarrow\left[{}\begin{matrix}x=\dfrac{-2+\sqrt{14}}{5}\\x=\dfrac{-2-\sqrt{14}}{5}\end{matrix}\right.\)

Kết hợp với đkxđ suy ra \(x=\frac{-2+\sqrt{14}}{5}\) là nghiệm

b) ĐKXĐ:....

Đặt \(2-x=a\Rightarrow \log_2(2a+1)=a\) (\(a>\frac{-1}{2}\))

\(\Leftrightarrow 2a+1=2^a\)

Xét hàm \(y(a)=2^a-2a-1\)

\(\Rightarrow y'=\ln 2.2^a-2=0\Leftrightarrow a=\log_2\left(\frac{2}{\ln 2}\right)\)

Lập bảng biến thiên của $y(a)$ với $a>\frac{-1}{2}$ ta thấy đồ thì của $y(a)$ cắt đường thẳng \(y=0\) tại hai điểm, tức là pt có hai nghiệm. Trong đó một nghiệm thuộc \((-\frac{1}{2}; \log_2\left(\frac{2}{\ln 2}\right))\) và nghiệm khác thuộc \((\log_2\left(\frac{2}{\ln 2}\right);+\infty)\)

Thực hiện shift-solve ta thu được \(a=0\) hoặc \(a\approx 2,66\)

Câu c)

ĐKXĐ: \(x>-1\)

Ta có: \(\log_2(x+1)=4-3x\Leftrightarrow x+1=2^{4-3x}\)

Ta thấy:

\((x+1)'=1>0\) nên hàm vế trái đồng biến trên KXĐ

\((2^{4-3x})'=-3.\ln 2.2^{4-3x}<0\) nên hàm vế phải nghịch biến trên KXĐ

Do đó, PT chỉ có thể có duy nhất một nghiệm

Thấy \(x=1\) thỏa mãn nên $x=1$ là nghiệm duy nhất của phương trình

Câu 64:

Ta có:

\(6^x+(3-m)2^x-m=0\)

\(\Leftrightarrow 6^x+3.2^x=m(1+2^x)\)

\(\Leftrightarrow \frac{6^x+3.2^x}{2^x+1}-m=0\)

Xét \(f(x)=\frac{6^x+3.2^x}{2^x+1}-m\) là một hàm liên tục. Để pt \(f(x)=0\) có nghiệm trong khoảng \((0;1)\Rightarrow f(0).f(1)< 0\)

\(\Leftrightarrow (2-m)(4-m)< 0\)

\(\Leftrightarrow 2< m< 4\Leftrightarrow m\in (2;4)\)

Đáp án C

Câu 65:

Ta có:

\(P=\log^2_{\frac{a}{b}}a^2+3\log_b\left(\frac{a}{b}\right)\)

\(\Leftrightarrow P=[2\log_{\frac{a}{b}}a]^2+3\log_b\left(\frac{a}{b}\right)\)

\(\Leftrightarrow P=4\log^2_{\frac{a}{b}}a+3(\log_ba-\log_bb)\)

\(\Leftrightarrow P=4\log^2_{\frac{a}{b}}a+3(\log_ba-1)\)

Biến đổi: \(\log_{\frac{a}{b}}a.\log_a\left(\frac{a}{b}\right)=1\)

\(\Rightarrow \log_{\frac{a}{b}}a=\frac{1}{\log_a\left(\frac{a}{b}\right)}=\frac{1}{\log_aa-\log_ab}=\frac{1}{1-\log_ab}\)

Do đó, \(P=\frac{4}{(1-\log_ab)^2}+3(\log_ba-1)\)

Đặt \(\log_ba=x\Rightarrow \log_ab=\frac{1}{x}\)

\(P=\frac{4x^2}{(x-1)^2}+3(x-1)\). Vì \(a>b>1\Rightarrow x>1\)

\(P'=\frac{3x^3-9x^2+x-3}{(x-1)^3}=0\)

\(\Leftrightarrow 3x^3-9x^2+x-3=0\Leftrightarrow x=3\)

Lập bảng biến thiên ta suy ra \(P_{\min}=P(3)=15\)

Đáp án D

Câu 66:

\(\log(mx)=2\log(x+1)\)

\(\Leftrightarrow \log(mx)=\log(x+1)^2\Leftrightarrow mx=(x+1)^2\)

\(\Leftrightarrow m=\frac{(x+1)^2}{x}\)

Để pt có nghiệm duy nhất thì đồ thị hàm số \(y=\frac{(x+1)^2}{x}\) cắt đường thẳng \(y=m\) tại một điểm duy nhất.

Xét \(y=\frac{(x+1)^2}{x}\Rightarrow y'=1-\frac{1}{x^2}=0\Leftrightarrow x=\pm 1\)

\(\Rightarrow x=1\) vì \(x\in (-1;+\infty)\)

Lập bảng biến thiên:

Từ bảng biến thiên suy ra để 2 đths cắt nhau tại duy nhất 1 điểm thì \(m<0\) hoặc \(m=4\)

\(\Rightarrow m=4\) hoặc \(m\in [-2017;-1]\)

Do đó có 2018 giá trị m thỏa mãn

Đáp án C

Bài 67:

Xem tại đây https://hoc24.vn/hoi-dap/question/483277.html

Câu 69:

Ta có:

\(f(x)+f(y)=1\Leftrightarrow \frac{9^x}{9^x+m^2}+\frac{9^y}{9^y+m^2}=1\)

\(\Leftrightarrow \frac{9^x}{9^x+m^2}=1-\frac{9^y}{9^y+m^2}=\frac{m^2}{9^y+m^2}\)

\(\Leftrightarrow 9^{x+y}=m^4\Leftrightarrow (3^{x+y}-m^2)(3^{x+y}+m^2)=0\)

\(\Rightarrow 3^{x+y}=m^2\) (do \(3^{x+y}>0; m^2\geq 0\Rightarrow 3^{x+y}+m^2>0\) ) (1)

------------------------------------------------

Tiếp theo: \(e^{x+y}\leq e(x+y)\Leftrightarrow e^{x+y-1}\leq x+y\)

Đặt \(x+y=k\Rightarrow e^{k-1}\leq k\Leftrightarrow e^{k-1}-k\leq 0\)

Đặt \(e^{k-1}-k=f(k)\Rightarrow f(k)\leq 0(*)\)

Có: \(f'(k)=e^{k-1}-1=0\Leftrightarrow k=1\)

Lập bảng biến thiên ta thấy rằng \(f(k)_{\min}=f(1)=0\) hay \(f(k)\geq 0(**)\)

Từ \((1);(2)\Rightarrow f(k)=0\) hay \(k=1\Leftrightarrow x+y=1\)

Thay vào (1) ta có \(m^2=3\Leftrightarrow m=\pm \sqrt{3}\)

Vậy có 2 giá trị m thỏa mãn. đáp án D

Câu 70:

Để hai pt lần lượt có hai nghiệm phân biệt thì

\(\Delta _1=\Delta_2=b^2-20a>0\Leftrightarrow b^2> 20a\) (1)

Khi đó, áp dụng hệ thức Viete ta có:

Đối với PT 1: \(\ln x_1+\ln x_2=\frac{-b}{a}\Leftrightarrow \ln (x_1x_2)=\frac{-b}{a}\)

\(\Leftrightarrow x_1x_2=e^{\frac{-b}{a}}\)

Đối với PT 2: \(\log x_1+\log x_2=\frac{-b}{5}\Leftrightarrow \log (x_1x_2)=\frac{-b}{5}\)

\(\Leftrightarrow x_3x_4=10^{\frac{-b}{5}}\)

Vì \(x_1x_2> x_3x_4\Leftrightarrow e^{\frac{-b}{a}}>10^{\frac{-b}{5}}\)

\(\Leftrightarrow 10^{\frac{-b}{a\ln 10}}> 10^{\frac{-b}{5}}\)

\(\Leftrightarrow \frac{-b}{a\ln 10}>\frac{-b}{5}\Leftrightarrow a>\frac{5}{\ln 10}\)

\(\Leftrightarrow a> 2,71...\Rightarrow a\geq 3\) (vì a nguyên dương)

Theo (1) ta có: \(b^2>20a\geq 60\Rightarrow b\geq 8\) (do b nguyên dương)

Vậy \(2a+3b\geq 2.3+3.8\Leftrightarrow 2a+3b\geq 30\)

Đáp án A

\(x_1x_2=81\Leftrightarrow log_3x_1x_2=log_381\)\(\Leftrightarrow log_3x_1+log_3x_2=4\).
Đặt \(t=log_3x\). Phương trình trở thành:
\(t^2-mt+2m-7=0\). (*)
Ta cần tìm m sao cho (*) có hai nghiệm \(t_1,t_2\) thỏa mãn \(t_1+t_2=4\). (1)
(1) Tương đương với:
\(\left\{{}\begin{matrix}\Delta\ge0\\S=4\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}m^2-4\left(2m-7\right)\ge0\\m=4\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow m=4\).
Vậy m = 4 là giá trị cần tìm.

Câu 1:

Đặt \(3^x=t(t>0)\)

PT trở thành:

\(t^2-6.t+5=m\)

\(\Leftrightarrow t^2-6t+(5-m)=0\)

Để PT có đúng một nghiệm thì \(\Delta'=9-(5-m)=0\)

\(\Leftrightarrow m=-4\)

Thử lại \(9^x-6.3^x+9=0\Leftrightarrow 3^x=3\Leftrightarrow x=1\in [0;+\infty )\) (đúng)

Vậy \(m=-4\)

Câu 2:

\(4^x-2^x-m\geq 0\Leftrightarrow (2^x)^2-2^x-m\geq 0\)

Đặt \(2^x=t\Rightarrow t^2-t-m\geq 0\) với mọi \(t\in (1; 2)\)

\(\Leftrightarrow m\leq t^2-t\Leftrightarrow m\leq \min (t^2-t)\)

Xét hàm \(f(t)=t^2-t\Rightarrow f'(t)=2t-1>0\forall t\in (1;2)\)

\(\Rightarrow f(t)> f(1)=0\) với mọi \(t\in (1;2)\)

Do đó \(m\leq 0\)

Câu 3:

Đặt \(2^x=t\Rightarrow t\in \left(\frac{1}{2}; 4\right)\)

BPT \(\Leftrightarrow t^2-4t-m\leq 0\Leftrightarrow m\geq t^2-4t\)

Để HPT luôn đúng với x thuộc khoảng xác định thì \(m\geq \max (t^2-4t)\)

Xét \(f(t)=t^2-4t\Rightarrow f'(t)=2t-4=0\Leftrightarrow t=2\)

Lập bảng biến thiên suy ra \(f(t)< f(4)=0\)

Do đó \(m\geq 0\)