\begin{array}{|l|l|}\hline\text{Hàm số mũ} & \text{Hàm số lôgarit}\\ \hline \text{Tập xác định:} \mathscr{D}=\mathbb{R} & \text{Tập xác định:} \mathscr{D}=(0;+\infty)\\ \text{Tập giá trị:} \mathscr{T}=(0;+\infty) & \text{Tập giá trị:} \mathscr{D}=\mathbb{R}\\ \hline \text{Sự biến thiên:} & \text{Sự biến thiên:}\\ + a>1: \text{đồng biến trên} \mathbb{R} & + a>1: \text{đồng biến trên} (0;+\infty)\\ + 0 < a< 1: \text{nghịch biến trên} \mathbb{R} & + 0 < a < 1: \text{nghịch biến trên} (0;+\infty)\\ \hline \text{Đồ thị} & \text{Đồ thị}\\+ \text{Cắt trục tung tại điểm} (0;1) & + \text{Cắt trục hoành tại điểm} (1;0)\\ + \text{Đi qua điểm} (1;a) & + \text{Đi qua điểm} (a;1)\\ + \text{Nằm phía trên trục hoành} & + \text{Nằm bên phải trục tung}\\ \tikz\draw (0,0);&\\ \hline\end{array}
Dạng 2. Tính đơn điệu và đồ thị của hàm số
Dạng 3. So sánh lũy thừa và lôgarit
Câu 1:
Tìm tập xác định \(\mathscr{D}\) của hàm số \(y= \log_{2} (2x - 1)\).
Hàm số xác định \(\Leftrightarrow 2x-1> 0 \Leftrightarrow x > \displaystyle\frac{1}{2}\).
}
Câu 2:
Tìm tập xác định của hàm số \(y=\ln |4-x^2|\).
Điều kiện: \(4-x^2\ne 0\Leftrightarrow x\ne -2\: \text{và}\: x\ne 2\).
Câu 3:
Tìm tập xác định của hàm số \(y=\log_2{\left(3x-x^2\right)}\).
Hàm số đã cho xác định \(\Leftrightarrow 3x-x^2>0 \Leftrightarrow 0< x< 3\Leftrightarrow x \in (0; 3).\)
Câu 4:
Tìm tập xác định của hàm số \(y=\log_3 (3-2x)\).
Điều kiện \(3-2x>0\Leftrightarrow x< \displaystyle\frac{3}{2}\).
Hàm số có tập xác định là \(\left(-\infty;\displaystyle\frac{3}{2}\right)\).
Câu 5:
Tìm tập xác định \(\mathscr{D}\) của hàm số \(y=(x-2)^{-4}+\log _4(x-1)\).
Hàm số \(y=(x-2)^{-4}+\log _4(x-1)\) xác định khi và chỉ khi
\(\left\{\begin{aligned}&x-2\ne 0 \\&x-1>0\end{aligned}\right. \Leftrightarrow \left\{\begin{aligned}&x\ne 2 \\&x>1.\end{aligned}\right.\).
Vậy tập xác định của hàm số là \(\mathscr{D}=(1;2)\cup (2;+\infty)\).
Câu 6:
Tìm tập xác định của hàm số \(y = \log_2 \left(x - 1\right) + \log_2 \left(x - 3\right)\).
Hàm số xác định khi \(\begin{cases}x - 1 > 0\\x - 3 > 0\end{cases} \Leftrightarrow x > 3 \Rightarrow \mathscr{D} = \left(3;+\infty\right)\).
Câu 7:
Tìm tập xác định của hàm số \(y = \log_3 \left(2x + 1\right)\).
Hàm số đã cho xác định \(\Leftrightarrow 2x + 1 > 0 \Leftrightarrow x > - \displaystyle\frac{1}{2} \Rightarrow \mathscr{D} = \left(- \displaystyle\frac{1}{2};+\infty\right)\).
Câu 8:
Tìm tập xác định \(D\) của hàm số y = \(\log_2\sqrt{6-x}.\)
Hàm số xác định khi và chỉ khi: \(6-x>0 \Leftrightarrow x < 6\).
Vậy tập xác định của hàm số là \(\mathscr{D}=\left( - \infty; 6 \right)\).
Câu 9:
Tìm tập xác định của hàm số \(y=\log_5 (4x-x^2)\).
Hàm số xác định khi và chỉ khi \(4x-x^2>0 \Leftrightarrow 0< x< 4\).
Vậy tập xác định \(\mathscr{D}=(0;4)\).
Câu 10:
Tìm tập xác định \(\mathscr{D}\) của hàm số \(y=\log(x^2+2x+3)\).
Điều kiện xác định của hàm số là \(x^2+2x+3>0\) (đúng \(\forall x \in \mathbb{R}\)).
Câu 11:
Tìm tập xác định của hàm số \(\log(- x^2 - 2x+3)\).
Điều kiện \(-x^2-2x+3>0\Leftrightarrow -3< x< 1\).
Do đó tập xác định của hàm số là \(\mathscr{D}=(-3;1)\).
Câu 12:
Tìm tập xác định của hàm số \(y=\log_2{(-2x^2+x+1)}\).
Hàm số xác định khi và chỉ khi \(-2x^2+x+1>0 \,\Leftrightarrow\, -\displaystyle\frac{1}{2}< x< 1.\)
Câu 13:
Tìm tập xác định của hàm số \(y=\log_2(x^2+4x-5)\).
Điều kiện: \(x^2+4x-5>0\Leftrightarrow x>1\) hoặc \(x< -5.\)
Vậy TXĐ\(\colon \mathscr{D}=(-\infty ;-5) \cup (1;+\infty)\).
Câu 14:
Tìm tập xác định của hàm số \(y=\log_7(3x+1)\).
Điều kiện \(3x+1>0\Leftrightarrow x>-\displaystyle\frac{1}{3}\)
\(\Rightarrow\) Tập xác định của hàm số là \(\left(-\displaystyle\frac{1}{3};+\infty\right)\cdot\)
Câu 15:
Tìm tập xác định của hàm số \(y=\log(2x-x^2)\).
Điều kiện \(2x-x^2>0\Leftrightarrow 0< x< 2\).
Vậy tập xác định của hàm số là \(\mathscr{D}=(0;2)\).
Câu 16:
Tìm tập xác định \(\mathscr{D}\) của hàm số \(y=\ln(x-2)^2+\log(x+1)\).
Hàm số xác định khi và chỉ khi \(\begin{cases}(x-2)^2>0\\x+1>0\end{cases}\Leftrightarrow\begin{cases}x\neq 2\\x>-1\end{cases}\).
Vậy \(\mathscr{D}=(-1; 2)\cup (2; +\infty)\).
Câu 1:
Xét tính đồng biến, nghịch biến của hàm số: \(y=\left(\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^x\).
Vì \(0< \displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}< 1\) nên hàm số \(y=\left(\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^x\) nghịch biến trên \(\mathbb{R}\).
Câu 2:
Xét tính đồng biến, nghịch biến của hàm số: \(y=\left(\displaystyle\frac{\sqrt[3]{26}}{3}\right)^x\).
Vì \(0< \displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}< 1\) nên hàm số \(y=\left(\displaystyle\frac{\sqrt[3]{26}}{3}\right)^x\) nghịch biến trên \(\mathbb{R}\).
Câu 3:
Xét tính đồng biến, nghịch biến của hàm số: \(y=\log_\pi x\).
Vì \(\pi>1\) nên hàm số \(y=\log_\pi x\) đồng biến trên \((0;+\infty)\).
Câu 4:
Xét tính đồng biến, nghịch biến của hàm số: \(y=\log_{\tfrac{\sqrt{15}}{4}} x\).
Vì \(0< \tfrac{\sqrt{15}}{4}< 1\) nên hàm số \(y=\log_{\tfrac{\sqrt{15}}{4}} x\) nghịch biến trên \((0;+\infty)\).
Câu 5:
Vẽ đồ thị hàm số: \(y=2^x\).
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 6:
Vẽ đồ thị hàm số \(y=3^x\).
Bảng giá trị:
Đồ thị của hàm số đi qua các điểm \(A\left(-1;\displaystyle\frac{1}{3}\right)\), \(B(0;1)\), \(C(1;3)\), \(D(2;9)\).
Câu 7:
Vẽ đồ thị các hàm số: \(y=4^x\).
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị của hàm số \(y=4^x\) như bên dưới
Câu 8:
Vẽ đồ thị hàm số: \(y=\left(\displaystyle\frac{3}{2}\right)^x\).
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 9:
Vẽ đồ thị hàm số: \(y=\left(\displaystyle\frac{2}{3}\right)^x\).
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 10:
Vẽ đồ thị hàm số sau: \(y = \left( \displaystyle\frac{1}{3} \right)^{x}\).
Lập bảng giá trị của hàm số tại một số điểm như sau:
Từ đó, ta vẽ được đồ thị của hàm số \(y=\left( \displaystyle\frac{1}{3} \right)^{x}\) như hình bên.
Câu 11:
Vẽ đồ thị hàm số: \(y=\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)^x\).
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 12:
Vẽ đồ thị hàm số: \(y=\left(\displaystyle\frac{1}{4}\right)^x\).
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị của hàm số \(y=\left(\displaystyle\frac{1}{4}\right)^x\) như bên dưới
Câu 13:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số \(y=3^x\).
Vì hàm số \(y=3^x\) có cơ số \(3>1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Bảng giá trị:
Đồ thị của hàm số đi qua các điểm \(A\left(-1;\displaystyle\frac{1}{3}\right)\), \(B(0;1)\), \(C(1;3)\), \(D(2;9)\).
Câu 14:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=4^x\).
Vì hàm số \(y=4^x\) có cơ số \(4>1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị đi qua các điểm \(A\left(-1;\displaystyle\frac{1}{4}\right)\), \(B(0;1)\), \(C(1;4)\).
Câu 15:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=2^x\).
Vì hàm số \(y=2^x\) có cơ số \(2>1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 16:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)^x\).
Vì hàm số có cơ số \(\displaystyle\frac{1}{2}< 1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 17:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số sau: \(y = \left(\displaystyle\frac{1}{3}\right)^{x}\).
Vì hàm số có cơ số \(\displaystyle\frac{1}{3}< 1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Lập bảng giá trị của hàm số tại một số điểm như sau:
Từ đó, ta vẽ được đồ thị của hàm số \(y=\left( \displaystyle\frac{1}{3} \right)^{x}\) như hình bên.
Câu 18:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\left(\displaystyle\frac{2}{3}\right)^x\).
Vì hàm số có cơ số \(\displaystyle\frac{2}{3}< 1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 19:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\left(\displaystyle\frac{3}{2}\right)^x\).
Vì hàm số có cơ số \(\displaystyle\frac{3}{2}>1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 20:
Vẽ đồ thị hàm số: \(y=\log x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Do hàm số có cơ số \(a=10>1\) nên ta có bảng biến thiên:
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị của hàm số \(y=\log x\) như bên dưới
Câu 21:
Vẽ đồ thị hàm số \(y=\log_2 x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 22:
Vẽ đồ thị hàm số \(y=\log_3 x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Bảng giá trị:
Đồ thị của hàm số đi qua các điểm \(A\left(\displaystyle\frac{1}{3};-1\right)\), \(B(1;0)\), \(C(3;1)\), \(D(9;2)\).
Câu 23:
Vẽ đồ thị hàm số \(y=\log_{\sqrt{2}}x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 24:
Vẽ đồ thị hàm số \(y=\log_{\sqrt{3}}x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 25:
Vẽ đồ thị hàm số \(y=\log_{\sqrt{5}}x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 26:
Vẽ đồ thị hàm số: \(y=\log_{\tfrac{1}{4}} x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 27:
Vẽ đồ thị hàm số: \(y=\log_{\tfrac{1}{3}} x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 28:
Vẽ đồ thị hàm số: \(y=\log_{\tfrac{1}{2}} x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 29:
Vẽ đồ thị hàm số: \(y=\log_{\tfrac{1}{5}} x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 30:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\log x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Do hàm số có cơ số \(a=10>1\) nên ta có bảng biến thiên:
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị của hàm số \(y=\log x\) như bên dưới
Câu 31:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số \(y=\log_2 x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Vì hàm số \(y=\log_2 x\) có cơ số \(2>1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 32:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số \(y=\log_3 x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Vì hàm số \(y=\log_3 x\) có cơ số \(3>1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Bảng giá trị:
Đồ thị của hàm số đi qua các điểm \(A\left(\displaystyle\frac{1}{3};-1\right)\), \(B(1;0)\), \(C(3;1)\), \(D(9;2)\).
Câu 33:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số \(y=\log_{\sqrt{2}}x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Vì hàm số \(y=\log_{\sqrt{2}} x\) có cơ số \(\sqrt{2}>1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 34:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số \(y=\log_{\sqrt{3}}x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Vì hàm số \(y=\log_{\sqrt{3}} x\) có cơ số \(\sqrt{3}>1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 35:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số \(y=\log_{\sqrt{5}}x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Vì hàm số \(y=\log_{\sqrt{5}} x\) có cơ số \(\sqrt{5}>1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Bảng giá trị:
Đồ thị:
Câu 36:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\log_{\tfrac{1}{4}} x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Vì hàm số \(y=\log_{\tfrac{1}{4}} x\) có cơ số \(\displaystyle\frac{1}{4}< 1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 37:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\log_{\tfrac{1}{3}} x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Vì hàm số \(y=\log_{\tfrac{1}{3}} x\) có cơ số \(\displaystyle\frac{1}{3}< 1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 38:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\log_{\tfrac{1}{2}} x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Vì hàm số \(y=\log_{\tfrac{1}{2}} x\) có cơ số \(\displaystyle\frac{1}{2}< 1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 39:
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: \(y=\log_{\tfrac{1}{5}} x\).
Tập xác định: \(\mathscr{D}=(0;+\infty)\).
Vì hàm số \(y=\log_{\tfrac{1}{5}} x\) có cơ số \(\displaystyle\frac{1}{5}< 1\) nên ta có bảng biến thiên như sau
Lập bảng giá trị của hàm số ta được
Đồ thị:
Câu 40:
Cho \(a>0,\ b>0\), \(a\neq 1, b\neq 1\). Đồ thị hàm số \(y=a^x\) và \(y=\log_b x\) được cho như hình vẽ bên. Sắp xếp \(a\), \(b\) và \(1\) theo thứ tự tăng dần.
Hàm số \(y=a^x\) đồng biến suy ra \(a>1\).
Hàm số \(y=\log_b x\) nghịch biến suy ra \(0< b< 1\).
Câu 41:
Cho \(a\), \(b\), \(c\) là các số thực dương, khác 1. Đồ thị các hàm số \(y=a^x\), \(y=b^x\), \(y=c^x\) được cho trong hình vẽ dưới đây. Sắp xếp \(a\), \(b\), \(c\) và \(1\) theo thứ tự tăng dần.
Xét đường thẳng \(x=1\). Nó cắt các đường cong \(y=a^x\), \(y=b^x\), \(y=c^x\) lần lượt tại các điểm mà tung độ là \(a\), \(b\), \(c\). Căn cứ vào đồ thị đã cho, ta suy ra \(c< 1< a< b.\)
Câu 42:
Cho ba hàm số \(y=a^x\), \(y=b^x\), \(y=\log_cx\) lần lượt có đồ thị \((C_1)\), \((C_2)\), \((C_3)\) như hình bên. Sắp xếp \(a\), \(b\), \(c\) theo thứ tự tăng dần.
Quan sát trên đồ thị ta thấy đồ thị hàm số \(y=a^x\), \(y=b^x\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\) nên \(a>1\), \(b>1\).
Với \(x=1\Rightarrow a^1>b^1\) hay \(a>b\).
Quan sát đồ thị \(\left(C_3\right)\) nghịch biến \(\Rightarrow c< 1.\)
Vậy \(a>b>c.\)
Câu 43:
Cho ba số thực dương \(a\), \(b\), \(c\) khác \(1.\) Đồ thị các hàm số \(y=a^x\), \(y=b^x\), \(y=c^x\) được cho trong hình vẽ bên. Hãy sắp xếp các số \(a\), \(b\), \(c\) và \(1\) theo thứ tự tăng dần.
Từ đồ thị suy ra hàm số \(y=a^x\) nghịch biến \(\Rightarrow 0< a< 1\) và hàm số \(y=b^x\), \(y=c^x\) đồng biến \(\Rightarrow b, c>1.\)
Đường thẳng \(x=1\) cắt đồ thị \(y=a^x\), \(y=b^x\), \(y=c^x\) lần lượt tại các điểm có tung độ là \(a\), \(b\), \(c.\)
Từ đồ thị suy ra \(0< a< 1< c< b.\)
Câu 44:
Cho các hàm số \(y=a^x,\,y=\log_bx,\,y=\log_cx\) có đồ thị như hình vẽ bên. Hãy sắp xếp các số \(a\), \(b\), \(c\) theo thứ tự tăng dần.
Hàm số \(y=a^x\) nghịch biến trên tập xác định nên \(a< 1\), hàm số \(y=log_bx\) và \(y=\log_cx\) đồng biến trên tập xác định nên \(b>1\) và \(c>1\).
Dựa vào đồ thị ta thấy rằng khi \(x>1\) thì \(\log_bx >\log_cx\), suy ra \(c>b\). Vậy \(c>b>a\).
Câu 45:
Cho các số thực dương \(a\), \(b\), \(c\) khác \(1\). Đồ thị các hàm số \(y=\log_{ a } x\), \(y=\log_{ b } x\), \(\log_{ c } x\) được cho trong hình vẽ bên. Hãy sắp xếp các số \(a\), \(b\), \(c\) theo thứ tự tăng dần.
Theo đồ thị ta có hàm số \(y=\log_{ b } x\) là hàm nghịch biến, hàm số \(y=\log_{ a } x\), \(y=\log_{ c } x\) là hàm đồng biến.
\(\Rightarrow 0< b< 1\) và \(a>1\), \(c>1\).
Mặt khác ta có \(\log_{ c } \mathrm{e}>\log_{ a } \mathrm{e}\Leftrightarrow \displaystyle\frac{\ln \mathrm{e}}{\ln c}>\displaystyle\frac{\ln \mathrm{e}}{\ln a}\Leftrightarrow \displaystyle\frac{1}{\ln c}>\displaystyle\frac{1}{\ln a}\Leftrightarrow \ln c< \ln a\Leftrightarrow c< a\).
Vậy \(b< c< a\).
Câu 46:
Hình bên là đồ thị của ba hàm số \(y=\log_a x\), \(y=\log_b x\), \(y=\log_c x\) được vẽ trên cùng một hệ trục tọa độ. Hãy sắp xếp các số \(a\), \(b\), \(c\) theo thứ tự tăng dần.
Từ đồ thị và tính chất hàm logarit ta có \(0< c< 1\), \(a>1\), \(b>1\).
Với cùng một giá trị \(x\) ta có \(\log_a x>\log_bx\Leftrightarrow \log_xa< \log_xb\Leftrightarrow a< b\). Vậy \(b>a>c\).
Câu 47:
Cho \(a,\ b,\ c\) là các số thực dương khác \(1\). Hình vẽ bên là đồ thị của ba hàm số \(y=\log_ax\), \(y=\log_bx\), \(y=\log_cx\). Hãy sắp xếp các số \(a\), \(b\), \(c\) theo thứ tự tăng dần.
Ta có hàm số \(y=\log_b x\) nghịch biến, \(y=\log_a x\), \(y=\log_c x\) đồng biến nên \(0< b< 1\) và \(a,c>1\).
Chẳng hạn với \(x=2\) dựa vào đồ thị ta thấy
\(0< \log_a 2< \log_c 2\Leftrightarrow \displaystyle\frac{1}{\log_2 a}< \displaystyle\frac{1}{\log_2 c}\Leftrightarrow \log_2 a>\log_2 c\Leftrightarrow a>c.\)
Do đó \(b< 1< c< a\).
Câu 48:
Cho hàm số \(y = \log_{a}x\) và \(y = \log_{b}x\) có đồ thị lần lượt là \(\left(C\right)\) và \(\left(C'\right)\) (như hình vẽ bên). Đường thẳng \(x = 9\) cắt trục hoành và các đồ thị \(\left(C\right)\) và \(\left(C'\right)\) lần lượt tại \(M\), \(N\) và \(P\). Biết rằng \(MN = NP\), hãy xác định biểu thức liên hệ giữa \(a\) và \(b.\)
Dựa vào đồ thị suy \(a > b\) và \(N\) thuộc đồ thị
\(y = \log_{a}x\) và \(P\) thuộc đồ thị hàm số \(y = \log_{b}x\). Do giả thiết suy ra \(MN = \log_{a}9\) và
\(MP = \log_{b}9\). Vì \(MN = NP\) suy ra \(MP = 2MN\) nên
\(\log_{b}9 = 2\log_{a}9\Leftrightarrow \displaystyle\frac{1}{\log_{9}b} = \displaystyle\frac{2}{\log_{9}a}\Leftrightarrow \log_{9}a = 2\log_{9}b\Leftrightarrow \log_{9}a = \log_{9}b^2\Leftrightarrow a = b^2.\)
Câu 1:
Sử dụng tính chất của hàm số mũ, so sánh cặp số sau: \(1{,}4^2\) và \(1{,}4^{1{,}8}\).
Do \(1{,}4>1\) nên hàm số \(y=1{,}4^x\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\). Mà \(2>1{,}8\) nên \(1{,}4^2>1{,}4^{1{,}8}\).
Câu 2:
Sử dụng tính chất của hàm số mũ, so sánh cặp số sau: \(0{,}9^{-1{,}2}\) và \(0{,}9^{-0{,}8}\).
Do \(0{,}9< 1\) nên hàm số \(y=0{,}9^x\) nghịch biến trên \(\mathbb{R}\). Mà \(-1{,}2< -0{,}8\) nên \(0{,}9^{-1{,}2}>0{,}9^{-0{,}8}\).
Câu 3:
Sử dụng tính chất của hàm số mũ, so sánh cặp số sau: \(\sqrt[3]{2}\) và \(\sqrt[5]{4}\).
Ta có \(\sqrt[3]{2}=2^{\tfrac{1}{3}}\) và \(\sqrt[5]{4}=\sqrt[5]{2^2}=2^{\tfrac{2}{5}}\).
Do \(2>1\) nên hàm số \(y=2^x\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\). Mà \(\displaystyle\frac{1}{3}< \displaystyle\frac{2}{5}\) nên \(2^{\tfrac{1}{3}}< 2^{\tfrac{2}{5}}\), suy ra \(\sqrt[3]{2}< \sqrt[5]{4}\).
Câu 4:
So sánh cặp số sau: \(\log_37\) và \(3\log_32\).
Ta có \(3\log_32=\log_32^3=\log_38\).
Hàm số \(y=\log_3x\) có cơ số \(3>1\) nên đồng biến trên \((0;+\infty)\).
Mà \(7< 8\) nên \(\log_37< \log_38\). Vậy \(\log_37< 3\log_32\).
Câu 5:
So sánh cặp số sau: \(2\log_{0{,}4}5\) và \(3\log_{0{,}4}3\).
Ta có \(2\log_{0{,}4}5=\log_{0{,}4}5^2=\log_{0{,}4}25\) và \(3\log_{0{,}4}3=\log_{0{,}4}3^3=\log_{0{,}4}27\).
Hàm số \(y=\log_{0{,}4}x\) có cơ số \(0{,}4< 1\) nên nghịch biến trên \((0;+\infty)\).
Mà \(25< 27\) nên \(\log_{0{,}4}25>\log_{0{,}4}27\). Vậy \(2\log_{0{,}4}5>3\log_{0{,}4}3\).
Câu 6:
So sánh cặp số sau: \(1{,}3^{0{,}7}\) và \(1{,}3^{0{,}6}\).
Do \(1{,}3>1\) nên hàm số \(y=1{,}3^x\) đồng biến trên \(\mathbb{R}\). Mà \(0{,}7>0{,}6\) nên \(1{,}3^{0{,}7}>1{,}3^{0{,}6}\).
Câu 7:
So sánh cặp số sau: \(0{,}75^{-2{,}3}\) và \(0{,}75^{-2{,}4}\).
Do \(0{,}75< 1\) nên hàm số \(y=0{,}75^x\) nghịch biến trên \(\mathbb{R}\). Mà \(-2{,}3>-2{,}4\) nên \(0{,}75^{-2{,}3}< 0{,}75^{-2{,}4}\).
Câu 8:
So sánh cặp số sau: \(\log_{\pi}0{,}8\) và \(\log_{\pi}1{,}2\).
Hàm số \(y=\log_{\pi}x\) có cơ số \(\pi>1\) nên đồng biến trên \((0;+\infty)\).
Mà \(0{,}8< 1{,}2\) nên \(\log_{\pi}0{,}8< \log_{\pi}1{,}2\).
Câu 9:
So sánh cặp số sau: \(\log_{0{,}3}2\) và \(\log_{0{,}3}2{,}1\).
Hàm số \(y=\log_{0{,}3}x\) có cơ số \(0{,}3< 1\) nên nghịch biến trên \((0;+\infty)\).
Mà \(2< 2{,}1\) nên \(\log_{0{,}3}2>\log_{0{,}3}2{,}1\).
Câu 1:
Năm 2020, dân số thế giới là \(7{,}795\) tỉ người và tốc độ tăng dân số là \(1{,}05\)\%/năm. Nếu tốc độ tăng này tiếp tục duy trì ở những năm tiếp theo thì dân số thế giới sau \(t\) năm kể từ năm 2020 được tính bởi công thức
\(P(t)=7{,}795\cdot(1+0{,}0105)^t\text{ (tỉ người).}\qquad(*)\)
Khi đó, hãy tính dân số thế giới vào năm 2025 và năm 2030. (Mốc thời điểm để tính dân số của mỗi năm là ngày 1 tháng 7).
Năm 2025 ứng với \(t=5\) nên có dân số thế giới là
\(P(5)=7{,}795\cdot(1+0{,}0105)^5\approx8{,}213\text{ (tỉ người).}\)
Năm 2030 ứng với \(t=10\) nên có dân số thế giới là
\(P(10)=7{,}795\cdot(1+0{,}0105)^{10}\approx8{,}653\text{ (tỉ người).}\)
Câu 2:
Giả sử một chất phóng xạ bị phân rã theo cách sao cho khối lượng \(m(t)\) của chất còn lại (tính bằng kilôgam) sau \(t\) ngày được cho bởi hàm số \(m(t) = 13 \mathrm{e}^{-0,0015t}\).
a) Tìm khối lượng của chất đó tại thời điểm \(t = 0\).
b) Sau 45 ngày khối lượng chất đó còn lại là bao nhiêu?
a) \(m(0) = 13\mathrm e^{0} = 13\) (kilôgam).
b) \(m(45) = 13\mathrm e^{-0,015 \cdot 45} \approx 6{,}62\) (kilôgam).
Câu 3:
Trong một nghiên cứu, một nhóm học sinh được cho xem cùng một danh sách các loài động vật và được kiểm tra lại xem họ còn nhớ bao nhiêu phần trăm danh sách đó sau mỗi tháng. Giả sử sau \(t\) tháng, khả năng nhớ trung bình của nhóm học sinh đó được tính theo công thức \(M(t) = 75 - 20 \ln (t+1),\) \(0 \leq t \leq 12\) (đơn vị: \%). Hãy tính khả năng nhớ trung bình của nhóm học sinh đó sau 6 tháng.
Khả năng nhớ trung bình của nhóm học sinh đó sau 6 tháng là \(M(6) = 75 - 20 \ln (6+1) \approx 36{,}1 \%.\)
Câu 4:
Trong Vật lí, sự phân rã của các chất phóng xạ được cho bởi công thức: \(m(t)=m_0 \cdot\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)^{\tfrac{t}{T}} ;\) trong đó \(m_0\) là khối lượng chất phóng xạ ban đầu (tại thời điểm \(t=0\) ), \(m(t)\) là khối lượng chất phóng xạ tại thời điểm \(t\) và \(T\) là chu kì bán rã. Hạt nhân Poloni (Po) là chất phóng xạ \(\alpha\) có chu kì bán rã là \(138\) ngày (Nguồn: Vật lí 12, NXBGD Việt Nam, 2021). Giả sử lúc đầu có \(100\) gam Poloni. Tính khối lượng Poloni còn lại sau \(100\) ngày theo đơn vị gam (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).
Khối lượng Poloni còn lại sau \(100\) ngày là
\(m(100)=100 \cdot\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)^{\tfrac{100}{138}} \approx 60,5(\mathrm{~g}).\)
Câu 5:
Lốc xoáy là hiện tượng một luồng không khí xoáy tròn mở rộng ra từ một đám mây dông xuống tới mặt đất. Các cơn lốc xoáy thường có sức tàn phá rất lớn. Tốc độ của gió (đơn vị: dặm/giờ) gần tâm của một cơn lốc xoáy được tính bởi công thức: \(S=93 \log d+65\), trong đó \(d\) (đơn vị: dặm) là quãng đường cơn lốc xoáy di chuyển được. Hãy tính tốc độ của gió ở gần tâm (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị) khi cơn lốc xoáy di chuyển được quãng đường là
a) \(5\) dặm
b) \(10\) dặm
a) Tốc độ của gió ở gần tâm khi cơn lốc xoáy di chuyển được quãng đường \(5\) dặm là
\(S=93 \log 5+65 \approx 130 \text { (dặm/giờ).}\)
b) Tốc độ của gió ở gần tâm khi cơn lốc xoáy di chuyển được quãng đường \(10\) dặm là
\(S=93 \log 10+65=158\text { (dặm/giờ)}.\)
Câu 6:
Ta coi năm lấy làm mốc để tính dân số của một vùng (hoặc một quốc gia) là năm 0. Khi đó, dân số của quốc gia đó ở năm thứ \(t\) là hàm số theo biến \(t\) được cho bởi công thức: \(S=A \cdot e^{rt}\). Trong đó \(A\) là dân số của vùng (hoặc quốc gia) đó ở năm 0 và \(r\) là tỉ lệ tăng dân số hằng năm. Biết rằng dân số Việt Nam năm 2021 ước tính là \(98564407\) người và tỉ lệ tăng dân số \(0,93\%\)/năm. Giả sử tỉ lệ tăng dân số hằng năm là như nhau tính từ năm 2021, nêu dự đoán dân số Việt Nam năm 2030 (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).
Dân số Việt Nam vào năm 2030 là
\(S=A \cdot e^{rt}=98564407\cdot e^{0,93\%\cdot 9}\approx 107169341\text{ (người).}\)
Câu 7:
Các nhà tâm lí học sử dụng mô hình hàm số mũ để mô phỏng quá trình học tập của một học sinh như sau: \(f(t)=c\left(1-e^{-k t}\right)\), trong đó \(c\) là tổng số đơn vị kiến thức học sinh phải học, \(k\) (kiến thức/ngày) là tốc độ tiếp thu của học sinh, \(t\) (ngày) là thời gian học và \(f(t)\) là số đơn vị kiến thức học sinh đã học được. Giả sử một em học sinh phải tiếp thu \(25\) đơn vị kiến thức mới. Biết rằng tốc độ tiếp thu của em học \(\sinh\) là \(k=0{,}2\). Hỏi em học sinh sẽ nhớ được (khoảng) bao nhiêu đơn vị kiến thức mới sau \(2\) ngày? Sau \(8\) ngày?
Số đơn vị kiến thức mới em học sinh sẽ nhớ sau \(2\) ngày là
\(f(2)=25\left(1-e^{-0{,}2\cdot2}\right)\approx 8{,}24\text{ (đơn vị)}.\)
Số đơn vị kiến thức mới em học sinh sẽ nhớ sau \(8\) ngày là
\(f(8)=25\left(1-e^{-0{,}2\cdot8}\right)\approx 19{,}95\text{ (đơn vị)}.\)
}
Câu 8:
Chỉ số hay độ pH của một dung dịch được tính theo công thức: \(\mathrm{pH}=-\log \left[\mathrm{H}^{+}\right]\). Phân tích nồng độ ion hydrogen \(\left[\mathrm{H}^{+}\right]\) trong hai mẫu nước sông, ta có kết quả sau: Mẫu 1: \(\left[\mathrm{H}^{+}\right]=8 \cdot 10^{-7}\); Mẫu \(2:\left[\mathrm{H}^{+}\right]=2 \cdot 10^{-9}\).
Không dùng máy tính cầm tay, hãy so sánh độ pH của hai mẫu nước trên.
Hàm số \(\mathrm{pH}=-\log \left[\mathrm{H}^{+}\right]\) có \(a=10>1\) nên nghịch biến trên \((0;+\infty)\).
Vì \(8 \cdot 10^{-7}>2 \cdot 10^{-9}\) nên độ pH của mẫu 1 bé hơn độ pH của mẫu 2.
Câu 9:
Một người gửi \(10\) triệu đồng vào ngân hàng theo hình thức lãi kép có kì hạn là 12 tháng vối lãi suất \(6\%\)/năm. Giả sử qua các năm thì lãi suất không thay đổi và người đó không gửi thêm tiền vào mỗi năm. Để biết sau \(y\) (năm) thì tổng số tiền cả vốn và lãi có được là \(x\) (đồng), người đó sử dụng công thức \(y=\log_{1,06}\left(\displaystyle\frac{x}{10}\right)\). Hỏi sau bao nhiêu năm thì người đó có được tổng số tiền cả vốn và lãi là \(15\) triệu đồng? \(20\) triệu đồng? (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).
Người đó có được tổng số tiền cả vốn lẫn lãi là \(15\) triệu đồng sau
\(y=\log_{1,06}\left(\displaystyle\frac{15}{10}\right)\approx 7\text{ (năm).}\)
Người đó có được tổng số tiền cả vốn lẫn lãi là \(20\) triệu đồng sau
\(y=\log_{1,06}\left(\displaystyle\frac{20}{10}\right)\approx 12\text{ (năm).}\)
Câu 10:
Trong âm học, mức cường độ âm được tính bới công thức \(L=10\log\left(\displaystyle\frac{I}{I_0}\right)\) (dB) (dB là đơn vị mức cường độ âm, đọc là đề-xi-ben), trong đó \(I\) là cường độ âm tính theo W/m\(^2\) và \(I_0=10^{-12}\) W/m\(^2\) là cường độ âm chuẩn (cường độ âm thấp nhất mà tai người bình thường có thể nghe được).
a) Mức cường độ âm \(L\) thấp nhất mà tai người có thể nghe được là bao nhiêu?
b) Cuộc trò chuyện có cường độ âm \(10^{-9}\) W/m\(^2\) thì có mức cường độ âm bằng bao nhiêu?
c) Cường độ âm tại một khu văn phòng nằm trong miền từ \(10^{-7}\) W/m\(^2\) đến \(5\cdot10^{-6}\) W/m\(^2\) (tức là \(10^{-7}\le I\le5\cdot10^{-6}\)). Mức cường độ âm tại khu văn phòng này nằm trong khoảng nào? (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).
a) Khi \(I=I_0\) thì \(L=10\log 1=0\) (dB). Vậy mức cường độ âm thấp nhất mà tai người bình thường có thể nghe được là \(0\) (dB).
b) Khi \(I=10^{-9}\) W/m\(^2\), ta có \(L=10\log\displaystyle\frac{10^{-9}}{10^{-12}}=10\log10^3=30\log10=30\) (dB).
c) Với \(I=10^{-7}\) W/m\(^2\), \(L=10\log\displaystyle\frac{10^{-7}}{10^{-12}}=10\log10^5=50\log10=50\) (dB).
Với \(I=5\cdot10^{-6}\) W/m\(^2\), \(L=10\log\displaystyle\frac{5\cdot10^{-6}}{10^{-12}}=10\log\left(5\cdot10^6\right)=10(6+\log5)\approx67\) (dB).
Hàm số \(y=\log x\) đồng biến nên hàm số \(y=10\log x\) cũng đồng biến.
Do đó, từ \(10^{-7}\le I\le5\cdot10^{-6}\) suy ra \(50\le L\le67\).
Vậy mức cường độ âm tại khu văn phòng nằm trong khoảng từ \(50\) (dB) đến \(67\) (dB).
Câu 11:
Cường độ ánh sáng \(I\) dưới mặt biển giảm dần theo độ sâu theo công thức \(I=I_0\cdot a^d\), trong đó \(I_0\) là cường độ ánh sáng tại mặt nước biển, \(a>0\) là hằng số và \(d\) là độ sâu tính bằng mét tính từ mặt nước biển.
a) Có thể khẳng định rằng \(0< a< 1\) không? Giải thích.
b) Biết rằng cường độ ánh sáng tại độ sâu \(1\)m bằng \(0{,}95I_0\). Tìm giá trị của \(a\).
c) Tại độ sâu \(20\)m, cường độ ánh sáng bằng bao nhiêu phần trăm so với \(I_0\)? (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị.)
a) Do \(I_0\) là cường độ ánh sáng tại mặt nước biển là không đổi, nên cường độ ánh sáng \(I\) tỉ lệ thuận với hàm số \(a^d\).
Do \(I\) giảm dần theo độ sâu, nên hàm số \(a^d\) nghịch biến, suy ra \(0< a< 1\).
b) Tại độ sâu \(1\)m, ta có cường độ ánh sáng \(I=0{,}95I_0\), suy ra \(0{,}95I_0=I_0a^1\Leftrightarrow a=0{,}95\).
c) Tại độ sâu \(20\)m, suy ra \(d=20\). Cường độ ánh sáng tại đó là \(I=I_0a^d=I_0\cdot0{,}95^{20}\approx0{,}4I_0\).
Vậy tại độ sâu \(20\)m, cường độ ánh sáng tại đó bằng khoảng \(40\)\% so với \(I_0\).
Câu 12:
Công thức \(h=-19{,}4\cdot\log\displaystyle\frac{P}{P_0}\) là mô hình đơn giản cho phép tính độ cao \(h\) so với mặt nước biển của một vị trí trong không trung (tính bằng ki-lô-mét) theo áp suất không khí \(P\) tại điểm đó và áp suất \(P_0\) của không khí tại mặt nước biển (cùng tính bằng \(Pa\) - đơn vị áp suất, đọc là Pascal).
a) Nếu áp suất không khí ngoài máy bay bằng \(\displaystyle\frac{1}{2}P_0\) thì máy bay đang ở độ cao nào?
b) Áp suất không khí tại đỉnh của ngọn núi A bằng \(\displaystyle\frac{4}{5}\) lần áp suất không khí tại đỉnh của ngọn núi B. Ngọn núi nào cao hơn và cao hơn bao nhiêu ki-lô-mét? (Làm tròn kết quả đến hàng phần mười.)
a) Nếu áp suất ở ngoài máy bay là \(\displaystyle\frac{1}{2}P_0\) thì độ cao của máy bay là \(h=-19{,}4\cdot\log\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{1}{2}P_0}{P_0}=-19{,}4\cdot\log\displaystyle\frac{1}{2}\approx5{,}8\text{km}.\)
b) Gọi áp suất lần lượt của hai ngọn núi A và B là \(P_A\), \(P_B\). Ta có \(P_A=\displaystyle\frac{4}{5}P_B\).
Độ cao của núi A và núi B là \(\heva{&h_A=-19{,}4\cdot\log\displaystyle\frac{P_A}{P_0}\\&h_B=-19{,}4\cdot\log\displaystyle\frac{P_B}{P_0}.}\)
Ta có
\begin{eqnarray*}h_A&=&-19{,}4\cdot\log\displaystyle\frac{P_A}{P_0}=-19{,}4\cdot\log\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{4}{5}P_B}{P_0}\\&=&-19{,}4\cdot\left(\log\displaystyle\frac{4}{5}+\log\displaystyle\frac{P_B}{P_0}\right)=-19{,}4\cdot\log\displaystyle\frac{4}{5}+h_B\approx h_B+1{,}9.\end{eqnarray*}
Vậy núi A cao hơn núi B \(1{,}9\)km.