2 CHƯƠNG I: PHƯƠNG PHÁP GIẢI PHƯƠNG TRÌNH - BẤT PHƯƠNG TRÌNH - HỆ MŨ CHỦ ĐỀ I: PHƯƠNG TRÌNH MŨ BÀI TOÁN 1: SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG I. Phương pháp: Ta sử dụng phép biến đổi tương đương sau: Dạng 1: Phương trình f x g xa a TH 1: Khi a là một hằng số thỏa mãn 0 1a thì f x g xa a f x g x TH 2: Khi a là một hàm của x thì 1 0 1f x g x a aa a f x g x hoặc 0 1 0 a a f x g x Dạng 2: Phương trình: 0 1, 0 log f x a a b a b f x b Đặc biệt: Khi 0, 0b b thì kết luận ngay phương trình vô nghiệm Khi 1b ta viết 0 0 0f xb a a a f x Khi 1b mà b có thể biếu diễn thành f xc cb a a a f x c Chú ý: Trước khi biến đổi tương đương thì àf x v g x phải có nghĩa II. Bài tập áp dụng: Loại 1: Cơ số là một hằng số Bài 1: Giải các phương trình sau a. 1 1 1 12 .4 . 16 8 x x x x b. 2 3 11 3 3 x x c. 1 22 2 36x x Giải: a. PT 1 2 2 3 3 42 2 6 4 4 2x x x x x x x www.laisac.page.tl Chuyên Đề : M Ũ V À L O G A R I T N g u y ễ n T h à n h L o n g Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 b. 2 2 3 1 ( 3 1) 1 21 3 3 3 ( 3 1) 1 3 x x x x x x 2 13 2 0 2 x x x x c. 1 2 2 8.2 22 2 36 2.2 36 36 4 4 x x x x x x x x 49.2 36.4 2 16 2 4x Bài 2: Giải các phương trình a. 2 3 20,125.4 8 x x b. 2 1 7 18 0, 25 2 x x x c. 2 2 3 32 .5 2 .5x x x x Giải: Pt 1 22 32 3 1 2. 2 8 2 x x 5 5 5 3 2(2 3) 3 4 6 4 92 2 2 52 .2 2 2 2 2 2 4 9 6 2 x x xx x x x x x b. Điều kiện 1x PT 2 1 73 2 21 2 1 2 12 2 3 7 2 7 9 2 0 21 2 7 x x x x x x x x x x c. Pt 2 32.5 2.5x x 2 310 10 2 3 1x x x x x Bài 2: Giải phương trình: 3log12 2 2 x x x x Giải: Phương trình đã cho tương đương: 33 loglog 3 2 0 22 0 111 log ln 0ln 01 222 222 0 xx x xx x xxx xxx 3 2 2 2 log 0 1 1 21 1 3ln 0 1 2 2 2 2 22 x x x x x x x x x x x xx Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 4 Bài 3: Giải các phương trình: a. 3 1 1 310 3 10 3 x x x x b. 2 1 1 3 22 2 4 x x x Giải: a. Điều kiện: 1 3 x x Vì 110 3 10 3 . PT 3 1 2 21 3 3 110 3 10 3 9 1 5 1 3 x x x x x x x x x x x Vậy nghiệm của phương trình đã cho là 5x b. Điều kiện: 0 1 x x PT 2 3 2 22 2 131 12 12 2 4 2 .2 4 x x xxx xx x 2 32 1 2 1 2 322 4 2 1 2 1 4 2 3 4 1 4 10 6 0 3 9 x x x x x x x x x x x x x x x x Vậy phương trình có nghiệm là 9x Loại 2: Khi cơ số là một hàm của x Bài 1: Giải phương trình sin 2 3cos2 22 2 xx x x x Giải: Phương trình được biến đổi về dạng: 2 2 2 1 2(*) 2 0 1 0(1) 2 1 sin 2 3 cos 0 sin 3 cos 2(2) x x x x x x x x x x x Giải (1) ta được 1,2 1 5 2 x thoả mãn điều kiện (*) Giải (2): 1 3sin cos 1 sin 1 2 2 , 2 2 3 3 2 6 x x x x x k x k k Z Để nghiệm thoả mãn điều kiện (*) ta phải có: Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 5 1 11 2 2 1 2 0, 6 2 6 2 6 k k k k Z khi đó ta nhận được 3 6 x Vậy phương trình có 3 nghiệm phân biệt 1,2 3 1 5 ; 2 6 x x . Bài 2: Giải phương trình: 22 43 5 2 23 6 9 x xx xx x x Giải: Phương trình được biến đổi về dạng: 2 2 243 5 2 2 2( 4)3 3 3 x xx x x xx x x 2 2 2 3 1 4 4 0 3 1 3 4 5 3 5 2 2 2 8 7 10 0 x x x x x x x x x x x x Vậy phương trình có 2 nghiệm phân biệt x = 4, x = 5. Bài tập tự giải có hướng dẫn: Bài 1: Giải các phương trình sau a. 2 1 1 24.9 3.2 x x b. 1 2 4 37.3 5 3 5x x x x c. 4 3 745 4 327 3 x x x x d. 31 13 1 1x xx x HD: a. 2 3 3 31 22 x x b. 1 1 1 33 5 1 1 5 x x x x c. 10x BÀI TOÁN 2: SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP LÔGARIT HOÁ VÀ ĐƯA VỀ CÙNG CƠ SỐ I. Phương pháp: Để chuyển ẩn số khỏi số mũ luỹ thừa người ta có thể logarit theo cùng 1 cơ số cả 2 vế của phương trình, ta có các dạng: Dạng 1: Phương trình: 0 1, 0 log f x a a b a b f x b Dạng 2: Phương trình: (cơ số khác nhau và số mũ khác nhau) ( ) ( ) ( )log log ( ) ( ).logf x g x f x f xa a aa b a b f x g x b Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 6 hoặc ( ) ( )log log ( ).log ( ).f x g xb b ba b f x a g x Đặc biệt: (cơ số khác nhau và nhưng số mũ bằng nhau) Khi 0 ( ) 1 0 f x f x f x a af x g x a b f x b b (vì ( ) 0f xb ) Chú ý: Phương pháp áp dụng khi phương trình có dạng tích – thương của các hàm mũ II. Bài tập áp dụng: Bài 1: Giải các phương trình a. (ĐH KTQD – 1998) 1 5 .8 500. x x x b. 2 2 3 23 .4 18 x x x c. 2 4 22 .5 1x x d. 2 2 32 2 x x Giải: a. Cách 1: Viết lại phương trình dưới dạng: 1 1 33 3 2 385 .8 500 5 .2 5 .2 5 .2 1 x x x x x xx x Lấy logarit cơ số 2 vế, ta được: 3 3 3 3 2 2 2 2 2 3log 5 .2 0 log 5 log 2 0 3 .log 5 log 2 0 x x x xx x xx x 2 2 3 13 log 5 0 1 log 5 x x xx Vậy phương trình có 2 nghiệm phân biệt: 2 13; log 5 x x Cách 2: PT 33( 1) 3 1 3 2 3 35 .2 5 .2 5 2 5 2 xx x x x xx x x 3 31 3 11 5 3 0 315 5.2 1 log 25.2 12 x x x x xx x x x b. Ta có 2 2 2 3 2 3 2 2 3 33 .4 18 log 3 .4 log 18 x x x xx x 2 23 3 34 6 3( 2)2 .log 2 2 log 2 4 .log 2 0x xx xx x 2 3 2 3 2 0 2 2 3log 2 0 2 2 3log 2 0 ( ) x x x x x x x VN c. PT 2 4 2 2 2log 2 log 5 0 x x Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 7 2 2 24 2 log 5 0 2 2 log 5 0x x x x 2 2 2 2 2 log 5 0 2 log 5 x x x x d. Lấy logarit cơ số 2 hai vế phương trình ta được: 2 2 2 2 2 2 2 2 3log 2 log 2 log 3 1 2 1 log 3 0 2 x x x x x x Ta có , 2 21 1 log 3 log 3 0 suy ra phương trình có nghiệm x = 1 2log 3. Chú ý: Đối với 1 phương trình cần thiết rút gọn trước khi logarit hoá. Bài 2: Giải các phương trình a. 428 4.3 x xx b. 1 1 2 12 24 3 3 2 xx x x c. 9 14 )2cossin5 2(sin5,0log xxx d. 1 2 3 15 5 5 3 3 3x x x x x x Giải: a. Điều kiện 2x PT 3 2 42 2 2 3 12 3 2 (4 ) log 3 4 . log 3 0 2 2 x xx x x x x x 2 3 4 0 4 1 log 3 0 2 log 2 2 x x x x b. PT 1 1 1 2 1 2 2 23 44 2 3 3 4 . 3 . 2 3 x x xx x x 3 3 2 2 34 3 0 0 2 x x x x c. Điều kiện 2sin 5sin .cos 2 0 *x x x PT 1 2 242log sin 5sin .cos 2 log 3x x x 22 2log sin 5sin .cos 2 log 3x x x thỏa mãn (*) 2 cos 0 sin 5sin .cos 2 3 cos 5sin cos 0 5sin cos 0 2 2 1tan tan 5 x x x x x x x x x x k x k x lx d. PT Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 8 5 5.5 25.5 3 27.3 3.3 531.5 31.3 1 0 3 x x x x x x x x x x Vậy nghiệm của phương trình đã cho là 0x Bài 3: Giải các phương trình a. lg 21000xx x b. 2 4log 32 xx c. 2 25 5log 5 1 log 77 x x d. 13 .8 36 x x x Giải: a. Điều kiện 0x 22lg .lg lg1000 lg lg 2 lg 3 0 lg 1 0 1 /10 lg 1 lg 3 0 lg 3 0 1000 x x x x x x x x x x x b. Điều kiện 0x PT 2 4log2 2 2 2 2 2log log 32 log 4 .log 5 log 1 . log 5 0 xx x x x x 2 2 2log 1 1log 5 32 xx x x c. Điều kiện 0x 2 25 5log 5 1 log 7 2 5 5 25 5 5 5 52 2 5 5 5 5 5 log 7 log log 5 1 .log 7 log 7.log 1log 11 log 5 log 1 0 log 2 log 3 0 5 log 34 125 x x x x x x x x x x x x Vậy phương trình đã cho có nghiệm 1 5 125 x x d. Điều kiện 1x 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3log 3 .8 log 36 2 2log 3 .log 3 2 2 log 3 1 .log 3 3 log 3 2 1 2 1 log 3 2 .log 3 1 log 3 2 2log 3 0 1 log 2 x x x xx x x x x x x x x x Vậy phương trình có nghiệm là: 3 2 1 log 2 x x Bài 4: Giải các phương trình sau : a. 2 1 18 .5 8 x x b. 1 43 . 9 27 x x x c. 12.3 2 xx d. 22 .5 10x x Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 9 Giải: a. Lấy logarit hai vế với cơ số 8, ta được 2 21 1 8 8 1 18 .5 log 8 .5 log 8 8 x x x x 2 1 1 28 8 8 8log 8 log 5 log 8 1 log 5 1x x x x 2 8 81 1 log 5 0 1 1 1 log 5 0x x x x x 8 8 1 0 1 1 1 log 5 0 1 1 log 5 0 x x x x 8 8 5 1 1 .log 5 log 5 1 1 log 8 x x x x Vậy phương trình có nghiệm: 51, 1 log 8x x b. PT 2 2 3 2 2 33 .3 .3 4 3 4 2 2 log 4 x x x x x 3 3 3 3 3 42 log 4 2 2 log 4 log 9 log 9 1 4 2log log 2 9 3 x x x c. Lấy log hai vế của phương trình theo cơ số 2 Ta được phương trình 2 2 2 2 2log 3 log 2 0 log 3 0 x x x x 2 2 0 ( log 3 ) 0 log 3 x x x x d. PT 2 2 2 2 2 2 2 2log (2 .5 ) log (2.5) log 2 log 5 log 2 log 5 x x x x 2 2 2 2 2 2 2 2 log 5 1 log 5 (log 5) 1 log 5 0 1 1 log 5 log 5 x x x x x x Bài tập tự giải có hướng dẫn: Bài 1: Giải các phương trình sau a. 15 . 8 100xx x HD: Điều kiện 0x 2( 1) 3 2( 1) 2( 1) 2 2 2 2 5 5 .2 5 .2 5 2 2 log 5.( 2) 2 1 log 2( ) x x x x x x x x x x x x x loai b. 2 23 2 6 2 52 3 3 2x x x x x x HD: Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 10 2 ( 2)( 4) 2 3 2 3 2 ( 2)( 4) log 3 2 log 2 4 x x x x x x x x Bài 2: Giải các phương trình sau a. 2 3 .2 1x x b. 2 4 22. 2 3x x c. 2 5 6 35 2x x x d. 1 3 .4 18 x x x e. 228 36.3 x xx f. 7 55 7 x x g. 53 log5 25x x i. log 54 3.5 5 xx k. 9log 29. xx x Đs: a. 30; log 2 b. 32;log 2 2 c. 53;2 log 2 d. 32; log 2 e. 34; 2 log 2 f. 7 5 5 log (log 7) g. 5 h. 41 ; 5 5 k. 9 BÀI TOÁN 3: SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐẶT ẨN PHỤ - DẠNG 1 I. Phương pháp: Phương pháp dùng ẩn phụ dạng 1 là việc sử dụng 1 ẩn phụ để chuyển phương trình ban đầu thành 1 phương trình với 1 ẩn phụ. Ta lưu ý các phép đặt ẩn phụ thường gặp sau: Dạng 1: Phương trình ( 1)1 1 0..... 0 k x x k k a a Khi đó đặt xt a điều kiện t > 0, ta được: 11 1 0...... 0 k k k kt t t Mở rộng: Nếu đặt ( ) ,f xt a điều kiện hẹp 0t . Khi đó: 2 ( ) 2 3 ( ) 3 ( ), ,.....,f x f x kf x ka t a t a t Và ( ) 1f xa t Dạng 2: Phương trình 1 2 3 0 x xa a với a.b 1 Khi đó đặt ,xt a điều kiện t 0 suy ra 1xb t ta được: 221 3 1 3 20 0t t tt Mở rộng: Với a.b 1 thì khi đặt ( ) ,f xt a điều kiện hẹp 0t , suy ra ( ) 1f xb t Dạng 3: Phương trình 2 21 2 3 0 xx xa ab b khi đó chia 2 vế của phương trình cho 2 0xb ( hoặc 2 , . xxa a b ), ta được: 2 1 2 3 0 x xa a b b Đặt , xat b điều kiện 0t , ta được: 21 2 3 0t t Mở rộng: Với phương trình mũ có chưa các nhân tử: 2 2, , . ff fa b a b , ta thực hiện theo các bước sau: - Chia 2 vế phương trình cho 2 0fb (hoặc 2 , . ffa a b ) Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 11 - Đặt fat b điều kiện hẹp 0t Dạng 4: Lượng giác hoá. Chú ý: Ta sử dụng ngôn từ điều kiện hẹp 0t cho trường hợp đặt ( )f xt a vì: - Nếu đặt xt a thì 0t là điều kiện đúng. - Nếu đặt 2 12xt thì 0t chỉ là điều kiện hẹp, bởi thực chất điều kiện cho t phải là 2t . Điều kiện này đặc biệt quan trọng cho lớp các bài toán có chứa tham số. II. Bài tập áp dụng: Bài 1: Giải phương trình a. 2 2 1 cot sin4 2 3 0x x (1) b. 2 2sin cos4 2 2 2x x Giải: a. Điều kiện sin 0 ,x x k k Z (*) Vì 22 1 1 cot sin x x nên phương trình (1) được biết dưới dạng: 22 cotcot4 2.2 3 0 g xx (2) Đặt 2cot2 xt điều kiện 1t vì 22 cot 0cot 0 2 2 1xx Khi đó phương trình (2) có dạng: 22 cot 212 3 0 2 1 cot 0 3 cot 0 , 2 xtt t x t x x k k Z thoả mãn (*) Vậy phương trình có 1 họ nghiệm , 2 x k k Z b. PT 22 2sin 1 sin2 2 2 2x x Đặt 2sin2 0xt t ta được 2 3 22 2 2 2 2 2 0 2 2 2 0t t t t t tt 2 2 2 4 2 2 2 2 4 2 2 t t t loai Với 1 2 22 1 2sin2 2 2 sin sin 2 2 4 2 xt x x x k Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 12 Với 22 2 4 2 sin2 2 xt (phương trình vô nghiệm) Bài 2: Giải các phương trình a. 7 4 3 3 2 3 2 0x x b. (ĐH – B 2007) 2 1 2 1 2 2 0x x c. 33 5 16 3 5 2x x x d. (ĐHL – 1998) sin sin 7 4 3 7 4 3 4 x x e. 5 24 5 24 10x x Giải: a. Nhận xét rằng: 27 4 3 2 3 ; 2 3 2 3 1 Do đó nếu đặt 2 3 xt điều kiện t 0 , thì: 12 3 x t và 27 4 3 x t Khi đó phương trình tương đương với: 2 3 2 2 13 2 0 2 3 0 1 3 0 3 0( ) t t t t t t t t t t vn 2 3 1 0x x Vậy phương trình có nghiệm x = 0 b. Đặt 2 1 xt ta được Pt: 1 2 2t t 2 2 2 1 0t t 2 1 2 1t t 1 1x x c. Chia 2 vế của phương trình cho 2 0x , ta được: 3 5 3 516 8 2 2 x x Nhận xét rằng: 3 5 3 5 1 2 2 Đặt 3 5 2 x t , điều kiện t > 0 3 5 1 2 x t Khi đó pt (*) có dạng: 2 3 5 2 3 58 16 0 4 4 log 4 2 x t t t x d. Nhận xét rằng: 7 4 3. 7 4 3 7 4 3 7 4 3 1 Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 13 Đặt sin 7 4 3 x t , điều kiện t > 0 sin 17 4 3 x t Khi đó pt (1) có dạng: sin 2 1sin 2 sin sin 2 2 3 2 37 4 3 2 32 31 4 4 1 0 2 3 7 4 3 2 3 2 3 2 3 x x x x t t t t t t sin 1 sin 2 3 2 3 sin 1 cos 0 , sin 1 22 3 2 3 x x x x x k k Z x e. Nhận xét rằng: 5 24 5 24 1 Đặt 5 24 xt , điều kiện t > 0 15 24 x t Khi đó pt (1) có dạng: 1 2 5 24 5 24 5 24 5 245 241 10 10 1 0 5 24 5 24 5 24 5 24 5 24 x x x x t t t t t t 1 1 x x Nhận xét: - Như vậy trong ví dụ trên bằng việc đánh giá: 27 4 3 2 3 ; 2 3 2 3 1 Ta đã lựa chọn được ẩn phụ 2 3 xt cho phương trình - Việc lựa chọn ẩn phụ thông qua đánh giá mở rộng của a.b 1 , đó là: . . 1a ba b c c c tức là với các phương trình có dạng: . . 0x xA a B b C Khi đó ta thực hiện phép chia cả 2 vế của phương trình cho 0xc , để nhận được: . 0 x xa bA B C c c từ đó thiết lập ẩn phụ , 0 xat t c và suy ra 1 xb c t Bài 3: Giải các phương trình a. (ĐHTL – 2000) 2 22 1 2 22 9.2 2 0x x x x b. 2 2 21 1 12.4 6 9x x x Giải: a. Chia cả 2 vế phương trình cho 2 22 0x ta được: www.MATHVN.com Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 14 2 2 2 22 2 1 2 2 2 21 92 9.2 1 0 .2 .2 1 0 2 4 x x x x x x x x 2 22 22.2 9.2 4 0x x x x Đặt 2 2x xt điều kiện t 0 . Khi đó phương trình tương đương với: 2 2 2 2 2 21 4 2 2 2 1 2 9 4 0 1 212 22 x x x x t x x x t t xt x x Vậy phương trình có 2 nghiệm –1 2x x . b. Biến đổi phương trình về dạng: 2 222 1 2 112.2 2.3 3x xx Chia hai vế của phương trình cho 22 12 0x , ta được: 2 21 2 13 32 2 2 x x Đặt 2 13 2 x t , vì 2 1 1 2 3 3 31 1 2 2 2 x x t Khi đó pt (*) có dạng: 2 1 2 2 3 3 2 2 2 32 0 2 1 log 2 log 2 1 1 2 xt t t x x t l Chú ý: Trong ví dụ trên, vì bài toán không có tham số nên ta sử dụng điều kiện cho ẩn phụ chỉ là 0t và chúng ta đã thấy với 1 2 t vô nghiệm. Do vậy nếu bài toán có chứa tham số chúng ta cần xác định điều kiện đúng cho ẩn phụ như sau: 2 2 1 2 4 4 1 1 1 12 2 2 4 4 2 x xx x x t Bài 4: Giải các phương trình a. (ĐHYHN – 2000) 3 3 1 1 122 6.2 1 22 x x xx b. (ĐHQGHN – 1998) 3 1125 50 2x x x Giải: a. Viết lại phương trình có dạng: 3 3 3 2 22 6 2 1 2 2 x x x x (1) Đặt 33 3 3 3 2 2 2 22 2 2 3.2 2 6 2 2 2 2 x x x x x x x x xt t t Khi đó phương trình (1) có dạng: 3 26 6 1 1 2 1 2 x xt t t t Đặt 2 , 0xu u khi đó phương trình (2) có dạng: Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 15 2 1 ( )1 2 0 2 2 2 1 22 xu loaiuu u u u x u Vậy phương trình có nghiệm x = 1 b. Biến đổi phương trình
Tài liệu đính kèm: