Bất phương trình mũ

Bất phương trình mũ cơ bản

Định nghĩa

Bất phương trình mũ cơ bản là bất phương trình có một trong các dạng:

a^x>m,\ a^x<m,\ a^x\geq m,\ a^x\leq m với a,\ m cho trước thỏa mãn a > 0a \neq 1 (x là ẩn số)

Cách giải

Dùng tính chất đồng biến, nghịch biến của hàm logarit (logarit hóa)

Với bất phương trình a^x>m\ (*)

Nếu m\leq0 thì tập nghiệm là S=\mathbb{R} (do a^x>0, \forall x\in \mathbb{R})

Nếu m>0 thì: 

  • Trường hợp 1: a>1

(*)\Leftrightarrow \log_a{\left ( a^x \right )}>\log_a{m} (do hàm số y=\log_a{t} đồng biến trên tập xác định)

\Leftrightarrow x>\log_a{m}

  • Trường hợp 2: 0<a<1

(*)\Leftrightarrow \log_a{\left ( a^x \right )}<\log_a{m} (do hàm số y=\log_a{t} nghịch biến biến trên tập xác định)

\Leftrightarrow x<\log_a{m}

Đối với bất phương trình a^x\geq m ta giải tương tự bất phương trình a^x>m

Đối với bất phương trình a^x<ma^x\leq m

  • Nếu m\leq0 thì tập nghiệm là S=\varnothing (do a^x>0, \forall x\in \mathbb{R})
  • Nếu m>0 ta giải tương tự bất phương trình a^x>m

Ví dụ 1: Giải bất phương trình

a. 3^x>81

b. \left (\frac{1}{2} \right )^x>32

Bài giải

a. 3^x>81

\Leftrightarrow \log_3{\left ( 3^x \right )}>\log_3{81}

\Leftrightarrow x>4

Vậy S=(4;+\infty)

b. \left (\frac{1}{2} \right )^x>32

\Leftrightarrow \log_\frac{1}{2}{\left ( \frac{1}{2} \right )^x}<\log_\frac{1}{2}{32}

\Leftrightarrow x<-5

Vậy S=(-\infty;-5)

Một số phương pháp giải

Tương tự như với phương trình mũ, ta thường dùng các phương pháp: quy đồng cơ số, đặt ẩn phụ, logarit hóa

Ví dụ 2: Giải các bất phương trình

a. 3^{x^2-2x}<27

b. 3.2^{x+2}+4^x<8^x

Bài giải

a. 3^{x^2-2x}<27

\Leftrightarrow 3^{x^2-2x}<3^{3}

\Leftrightarrow x^2-2x<3

\Leftrightarrow x^2-2x-3<0

\Leftrightarrow -1<x<3

Vậy S=(-1;3)

b. 3.2^{x+2}+4^x<8^x

\Leftrightarrow 2^{3x}-2^{2x}-12.2^x>0

\Leftrightarrow 2^{2x}-2^x-12>0

Đặt t=2^x\ (t>0), bất phương trình trở thành:

t^2-t-12>0

\Leftrightarrow \begin{bmatrix} t>4\ \textup{(n)}\\ t<-3\ \textup{(l)} \end{matrix}

\Leftrightarrow 2^x>2^2

\Leftrightarrow x>2

Vậy S=(2;+\infty)

 

Bất phương trình logarit

Bất phương trình mũ cơ bản

Định nghĩa

Bất phương trình logarit cơ bản là bất phương trình có một trong các dạng:

\log_a{x}>m,\log_a{x}<m,\log_a{x}\geq m,\log_a{x}\leq m với a,\ m cho trước thỏa mãn a > 0a \neq 1 (x là ẩn số)

Cách giải

Dùng tính chất đồng biến, nghịch biến của hàm mũ (mũ hóa)

Đối với bất phương trình \log_a{x}>m\ (*),

  • Trường hợp 1: a>1

(*)\Leftrightarrow a^{\log_a{x}}>a^m (do hàm số y=a^t đồng biến trên tập xác định)

\Leftrightarrow x>a^m

  • Trường hợp 2: 0<a<1

(*)\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} x>0\\ a^{\log_a{x}}<a^m \end{matrix}\right. (do hàm số y=a^t nghịch biến trên tập xác định)

\Leftrightarrow 0<x<a^m

Tương tự như trên với bất phương trình \log_a{x}\geq m

Đối với bất phương trình \log_a{x}<m:

  • Trường hợp 1: a>1

(*)\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} x>0\\ a^{\log_a{x}}<a^m \end{matrix}\right. (do hàm số y=a^t đồng biến trên tập xác định)

\Leftrightarrow 0<x<a^m

  • Trường hợp 2: 0<a<1

(*)\Leftrightarrow a^{\log_a{x}}>a^m (do hàm số y=a^t nghịch biến trên tập xác định)

\Leftrightarrow x>a^m

Tương tự với bất phương trình \log_a{x} \leq m

Có thể tìm tập xác định của bất phương trình trước khi giải.

Ví dụ 3: Giải bất phương trình 

a. \log_2{x}>3

b. \log_{0,5}{x}>3

Bài giải

a. \log_2{x}>3

\Leftrightarrow 2^{\log_2{x}}>2^3

\Leftrightarrow x>8

Vậy S=(8;+\infty)

b. \log_{0,5}{x}>3

\Leftrightarrow (0,5)^{\log_{0,5}{x}}<0,5^3

\Leftrightarrow x<\frac{1}{8}

Vậy S=\left (-\infty;\frac{1}{8} \right )

 

Một số phương pháp giải

Tương tự như với phương trình logarit, ta thường dùng các phương pháp: quy đồng cơ số, đặt ẩn phụ.

Ví dụ 4: Giải bất phương trình \log_2{\left (x-3 \right )}+\log_2{\left (x-2 \right )}\leq 1

Bài giải

\mathfrak{D}=(3;+\infty)

\log_2{\left (x-3 \right )}+\log_2{\left (x-2 \right )}\leq 1 \\\Leftrightarrow \log_2\left [(x-3)(x-2) \right ]\leq 1 \\\Leftrightarrow (x-3)(x-2) \leq 2 \\\Leftrightarrow x^2-5x+4\leq 0 \\\Leftrightarrow 1\leq x \leq 4

So với điều kiện, tập nghiệm của bất phương trình là 3<x\leq 4

 

Người đóng góp
Comments to: Bài 6: Bất phương trình mũ và logarit