Bài 5: Phương trình mũ và phương trình lôgarit

ĐKXĐ: \(x>1\)

\(\Leftrightarrow\log_5\left(\dfrac{\ln x}{\ln3}\right)=\log_3\left(\dfrac{\ln x}{\ln5}\right)\)

\(\Leftrightarrow\log_5\left(\ln x\right)-\log_5\left(\ln3\right)=\log_3\left(\ln x\right)-\log_3\left(\ln5\right)\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{\ln\left(\ln x\right)}{\ln5}-\log_5\left(\ln3\right)=\dfrac{\ln\left(\ln x\right)}{\ln3}-\log_3\left(\ln5\right)\)

\(\Leftrightarrow\ln\left(\ln x\right)\left(\dfrac{1}{\ln5}-\dfrac{1}{\ln3}\right)=\log_5\left(\ln3\right)-\log_3\left(\ln5\right)\)

\(\Leftrightarrow\ln\left(\ln x\right)=\dfrac{\log_5\left(\ln3\right)-\log_3\left(\ln5\right)}{\dfrac{1}{\ln5}-\dfrac{1}{\ln3}}=\dfrac{\ln3.\ln5\left[\log_5\left(\ln3\right)-\log_3\left(\ln5\right)\right]}{\ln3-\ln5}\)

\(\Rightarrow x=e^{e^{\frac{\ln{3}.\ln{5}[\log_{5}(\ln{3})-\log_{3}(\ln{5})]}{\ln{3}-\ln{5}}}}\)

Đặt d : deg P(x) , ta có:

\(4=d^2\Leftrightarrow d=2\)

\(\Rightarrow P\left(x\right)=ax^2+bx+c\left(a\ne0\right)\)

Trog đó , hệ số cao nhất của vế trái là 1 nên a=1 . thay vào và thu gọn 2 vế đc:

\(x^4+2x^3+6x^2-8x+8=x^4+bx^3+\left(4+c\right).x^2+4bx+4c\)

Tiến hành đồng nhất, ta được:

\(\left\{{}\begin{matrix}b=-2\\c=2\end{matrix}\right.\)

suy ra: \(P\left(x\right)=x^2-2x+2\)

Đặt d : deg P(x) , ta có:

Trong đó , hệ số cao nhất của vế trái là 1 nên a=1 . thay vào và thu gọn 2 vế đc:

Tiến hành đồng nhất, ta được:

suy ra: 

log₂ 2 vế ta có: x = 2log₂x

<=> x - 2.log₂x = 0

Đặt f(x) = x - 2.log₂x

f'(x) = 1 - \(\dfrac{2}{x.ln2}\)

Dễ thấy f'(x) có 1 nghiệm duy nhất. Nên theo định lý Rolle: pt f(x) = 0 có tối đa 2 nghiệm phân biệt

Mà x = 2 và x = 4 là 2 nghiệm của pt f(x) = 0

Nên pt có tập nghiệm S = {2; 4}

Thi trắc nghiệm mà vẫn giải tự luận à

Phương trình này ko thể giải 1 cách hoàn toàn trong chương trình phổ thông.

Với x<0 phương trình vẫn có nghiệm, nhưng ko thể tìm được bằng kiến thức trong SGK

Hsg quốc gia à ?

ĐKXĐ: \(x\ge log_32\)

\(2\sqrt[]{3^x-2}+\sqrt[4]{\left(3^x-2\right)\left(3^x+2\right)}=\sqrt[]{3^x+2}\)

\(\Leftrightarrow2\sqrt[]{\dfrac{3^x-2}{3^x+2}}+\sqrt[4]{\dfrac{3^x-2}{3^x+2}}=1\)

Đặt \(\sqrt[4]{\dfrac{3^x-2}{3^x+2}}=t\ge0\)

\(\Rightarrow2t^2+t=1\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}t=-1\left(loại\right)\\t=\dfrac{1}{2}\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\sqrt[4]{\dfrac{3^x-2}{3^x+2}}=\dfrac{1}{2}\Rightarrow\dfrac{3^x-2}{3^x+2}=\dfrac{1}{16}\)

\(\Rightarrow3^x=\dfrac{34}{15}\)

\(\Rightarrow x=log_3\left(\dfrac{34}{15}\right)\)

\(\Leftrightarrow1+8^{\dfrac{x}{2}}=9^{\dfrac{x}{2}}\)

\(\Leftrightarrow\left(\dfrac{1}{9}\right)^{\dfrac{x}{2}}+\left(\dfrac{8}{9}\right)^{\dfrac{x}{2}}=1\)

\(\Leftrightarrow\left(\dfrac{1}{9}\right)^{\dfrac{x}{2}}+\left(\dfrac{8}{9}\right)^{\dfrac{x}{2}}-1=0\)

Nhận thấy \(\dfrac{x}{2}=1\Leftrightarrow x=2\) là 1 nghiệm của pt đã cho

Xét hàm \(f\left(x\right)=\left(\dfrac{1}{9}\right)^{\dfrac{x}{2}}+\left(\dfrac{8}{9}\right)^{\dfrac{x}{2}}-1\)

\(f'\left(x\right)=\dfrac{1}{2}.\left(\dfrac{1}{9}\right)^{\dfrac{x}{2}}.ln\left(\dfrac{1}{9}\right)+\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{8}{9}\right)^{\dfrac{x}{2}}.ln\left(\dfrac{8}{9}\right)< 0\)

\(\Rightarrow f\left(x\right)\) nghịch biến trên R

\(\Rightarrow f\left(x\right)\) có tối đa 1 nghiệm

\(\Rightarrow x=2\) là nghiệm duy nhất của pt đã cho

𝑥=1

\(PT\Leftrightarrow3^x+2^x-3x-2=0\left(1\right)\)

Ta thấy \(x=0;x=1\) là nghiệm của \(\left(1\right)\)

Xét hàm \(f\left(x\right)=3^x+2^x-3x-2,x\in R\\ f'\left(x\right)=3^x\ln3+2^x\ln2-3\\ f''\left(x\right)=3^x\ln^23+2^x\ln^22>0,\forall x\)

Bề lõm của \(f\left(x\right)\) luôn hướng về \(y>0\) nên đồ thị ko thể cắt trục hoành tại nhiều hơn 2 điểm

Vậy nghiệm PT là \(x=0;x=1\)

ĐKXĐ: \(x>0\) ; \(x\ne1\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{1}{2}log_x2^4+log_{2x}2^6=3\)

\(\Leftrightarrow2log_x2+6log_{2x}2=3\)

\(\Rightarrow\dfrac{2}{log_2x}+\dfrac{6}{log_22x}=3\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{2}{log_2x}+\dfrac{6}{log_2x+1}=3\)

Đặt \(log_2x=t\)

\(\Rightarrow\dfrac{2}{t}+\dfrac{6}{t+1}=3\)

\(\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}t=2\\t=-\dfrac{1}{3}\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}log_2x=2\\log_2x=-\dfrac{1}{3}\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}x=4\\x=\dfrac{1}{\sqrt[3]{2}}\end{matrix}\right.\)

Đặt \(\sqrt{x^2-5x+5}=t>0\)

\(\Rightarrow log_2\left(t+1\right)+log_3\left(t^2+2\right)-2=0\)

Nhận thấy \(t=1\) là 1 nghiệm của pt

Xét hàm \(f\left(t\right)=log_2\left(t+1\right)+log_3\left(t^2+2\right)-2\)

\(f'\left(t\right)=\dfrac{1}{\left(t+1\right)ln2}+\dfrac{2t}{\left(t^2+2\right)ln3}>0\Rightarrow f\left(t\right)\) đồng biến

\(\Rightarrow f\left(t\right)\) có tối đa 1 nghiệm

\(\Rightarrow t=1\) là nghiệm duy nhất của pt

\(\Rightarrow\sqrt{x^2-5x+5}=1\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}x=1\\x=4\end{matrix}\right.\)

Đặt \(\sqrt{x^2-3x+2}=t\ge0\)

\(\Rightarrow log_3\left(t+2\right)+5^{t^2-1}-2=0\)

Nhận thấy \(t=1\) là 1 nghiệm của pt

Xét hàm \(f\left(t\right)=log_3\left(t+2\right)+5^{t^2-1}-2\)

\(f'\left(t\right)=\dfrac{1}{\left(t+2\right)ln3}+2t.5^{t^2-1}.ln5>0\) ; \(\forall t\ge0\)

\(\Rightarrow f\left(t\right)\) đồng biến \(\Rightarrow f\left(t\right)\) có tối đa 1 nghiệm

\(\Rightarrow t=1\) là nghiệm duy nhất

\(\Rightarrow\sqrt{x^2-3x+2}=1\)

\(\Rightarrow...\)