Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (851.51 KB, 33 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span>CHUYÊN ĐỀ 4 - HÀM SỐ MŨ VÀ LÔGARIT 1. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM Lũy thừa và căn thức:. an . 1 (với a 0 và n ¥ * ) n a m n. a a n a m (với a 0 và r r. m ,n¢ ,n¥ *) n. a lim a rn (với a 0, ¡ , rn ¤ và lim rn ). Khi n lẻ, b n a bn a (với mọi a). b 0. Khi n chẵn, b n a . n b a. (với a 0 ).. - Biến đổi lũy thừa: Với các số a 0, b 0, và tùy ý, ta có:. a .a a ; a : a a ; a a . a.b . . a .b ; a : b a : b . - So sánh: Nếu 0 a b thì: a b 0; a b 0 Lôgarit: - Lôgarit cơ số a: log a b a b ( 0 a 1 và b 0 ) - Lôgarit cơ số 10: log10 b lg b hay logb - Lôgarit cơ số e: loge b ln b e 2,7183 - Tính chất: log a 1 0 và log a ab b với a 0, a 1 .. aloga b b với a 0, b 0, a 1. - Biến đổi lôgarit trong điều kiện xác định:. log a b.c log a b log a c log a. b 1 log a b log a c,log a log a c c c. 1 log a b log a b (với mọi ), log a n b log a b ( n ¥ * ) n - Đổi cơ số trong điều kiện xác định: Trang 1.
<span class='text_page_counter'>(2)</span> logb x . log a x hay log a b.logb x log a x log a b. logb a . 1 1 hay log a b.logb a 1;log a b log a b log a b. Hàm số lũy thừa y x : Liên tục trên tập xác định của nó. . . Đạo hàm x ' ax 1 , u ' u 1u ' ;. x n. /. 1. . n. n x. x 0 , n u n 1. /. . u' n u n1 n. , với u u x 0 .. Hàm số y x đồng biến trên 0; khi 0 ; nghịch biến trên 0; khi 0 . Hàm số mũ: Liên tục trên tập xác định ¡ , nhận mọi giá trị thuộc 0; .. lim a x x 0. khi a 1 0 ; lim a x khi 0 a 1 x . khi a 1 khi 0 a 1. a ' a u 'ln a; e ' e u ' với u u x .. Đạo hàm: a x ' a x ln a; e x ' e x ; u. u. u. u. Đồng biến trên ¡ nếu a 1 , nghịch biến trên ¡ nếu 0 a 1 . Hàm số lôgarit y log a x : Liên tục trên tập xác định 0; , nhận mọi giá trị thuộc ¡ .. lim log a x x Đạo hàm log a x ' . log a u ' . khi a 1 ; lim log a x khi 0 a 1 x0 . khi a 1 khi 0 a 1. 1 1 1 ; ln a ' ; ln x ' x ln a x x. u' u' u' ; ln u ' ; ln u ' với u u x . u ln a u u. Hàm số y log a x đồng biến trên 0; nếu a 1 , nghịch biến trên 0; nếu 0 a 1 . Giới hạn:. ln 1 x ex 1 1 lim 1 e;lim 1;lim 1 x x 0 x x x x. x 0. Trang 2.
<span class='text_page_counter'>(3)</span> 2. CÁC BÀI TOÁN Bài toán 4.1: Thực hiện phép tính . 1. . 3. 1 2 1 1 2 1 3 1 5 0,75 0 2 3 3 3 A 81 ; B 0,001 2 .64 8 9 125 32 . Hướng dẫn giải. 1 5 . . A 3. 3 4 4. 3. B 10. 3. 3. . 1 3. 1 2 . 1. 5. . . 3 5. 3. 1 1 80 1 1 58 3 27 27 27 5 2. 1 3 3. . 2 . 2 2. 2 6 3. 4 3 3. 2 . 1 10 22 24 1 7 . 1 111 . 16 16. Bài toán 4.2: Đơn giản biểu thức trong điều kiện xác định:. a 1. P. 3 4. a a. 7 3. . 1 3. 5 3. a a a a a a .a 1; Q 1 2 4 1 a 1 a3 a3 a3 a 3. .. 1 2. 1 3. 1 4. 4. Hướng dẫn giải. P. . . a a 1 . a a 1 a 1. a 1. 4. 4. 4. 1 3. Q. a 1. a 1 a 1. 2. 1 3. 4. a 1 a 1 1 a. a 1 a 1 a 1 a 2a. a 3 1 a . . a. . 1 3. 2. a 1. Bài toán 4.3: Trục căn ở mẫu a). 1 233. 1. b) 6. 5 13 48. Hướng dẫn giải a). 3 1 3 2 3 233 9 2. b) Vì 5 13 48 5 . . 3. . 3 2 33 3 2 3 9 4. . 1. 2. . 3 1. 2. 42 3 . . 32. . 2. Trang 3.
<span class='text_page_counter'>(4)</span> 1. nên. 1. 3. 5 13 48. 6. 3. 3 1. . . . 3 1 3 1. 2. . 3 1 .3 4 2 3 2. Bài toán 4.4: Không dùng máy, tính giá trị đúng: a). 15 6 6 15 6 6. Hướng dẫn giải. b). 3. 75 2 3 75 2. Đăng ký mua file word trọn bộ chuyên đề khối 10,11,12: HƯỚNG DẪN ĐĂNG KÝ Soạn tin nhắn “Tôi muốn mua tài liệu”. Gửi đến số điện thoại: 0969.912.851. . a) Ta có 3 2 2 3 nên. . 2. 18 12 12 6 30 12 6. 15 6 6 15 6 6 . 3 2 2 3 3 2 2 3 6 2 2. 15 6 6 15 6 6 x; x 0 .. Cách khác: Đặt. Ta có x 2 30 2 225 216 36 nên chọn x 6 .. . b) Ta có: 7 5 2 1 3 2 6 2 2 1 2. . Tương tự 7 5 2 1 2 Do đó. 3. . 3. . 3. . . 7 5 2 3 7 5 2 1 2 1 2 2 2. Cách khác: Đặt x 3 7 5 2 3 7 5 2 . Ta có:. . . x3 7 5 2 7 5 2 3 10 2 3. . 3. . 3. . . . . 7 5 2 3 7 5 2 . 3 7 5 2 7 5 2 . . 7 5 2 3 7 5 2 10 2 3x .. Ta có phương trình:. Trang 4.
<span class='text_page_counter'>(5)</span> . . . x3 3x 10 2 0 x 2 2 x 2 2 2 x 5 0 x 2 2 Bài toán 4.5: Tính gọn a). 4. 49 20 6 4 49 20 6. b). 4. 2 5 2 2 5 4 2 5 2 2 5 Hướng dẫn giải. a) Ta có. 49 20 6 4 25 10 24 24 . 4. Tương tự: 4. Suy ra. 4. 4. . 3 2. . 4. 4. . 5 2 6. . 2. 3 2. 49 20 6 3 2 (do. 3 2). 49 20 6 4 49 20 6 2 3. b) Đặt M 4 2 5 2 2 5 , N 4 2 5 2 2 5 Ta có: MN . 4. 2 5 . 2. . . 4 2 5 1. M 4 N 4 4 2 5 M 4 N 2 2M 2 N 2 6 2 5 . . . 5 1. 5 1 M N 5 2 M N 2MN 5 3 2 2. Vậy. 4. 2. 2. 2. 2. 2. 2 5 2 2 5 4 2 5 2 2 5 M N . 5 1 . 2. Bài toán 4.6:. 1 23 513 3 23 513 1 . Tính A x3 x 2 1 3 4 4 . a) Cho x 3. 4 3 6 8 2k k 2 1 200 9999 ... ... b) Tính B 1 3 2 4 k 1 k 1 99 101 Hướng dẫn giải a) Đặt a . 3. 23 513 23 513 ,b 3 4 4 Trang 5.
<span class='text_page_counter'>(6)</span> 23 , ab 1 và 3x 1 a b 2. a 3 b3 . Vì 3x 1 27 x3 27 x 2 9 x 1 3. 27 x3 x 2 1 3 3x 1 29 nên. 3x 1 A. 3. 3 3x 1 29 a b 3 a b 29 27 27 3. 23 a3 b3 3ab a b 3 a b 29 2 29 3 27 27 2 b) Với mọi k 2 thì. 2k k 1 k 1 k 1 2. B. . k 1 2. k 1 . k 1. 3. . 2. k 1 . k 1. k 1 k 1 . k 1. . k 1 k 1 k 1 k 1. . . 3. 2. . Do đó. 1 3 3 13 43 23 53 33 63 43 ... 1013 993 2. 1 999 1013 8 3 3 3 1 2 101 100 2 2 999 101 101 2 2 2 Bài toán 4.7: Cho sh x . a x a x a x a x a x a x ; ch x ; th x x với a 0, a 1 . Chứng minh 2 2 a a x. ch2 x sh2 x 1 , th 2 x . 2th x . 1 th 2 x Hướng dẫn giải 2. a x a x a x a x Ta có ch x sh x 2 2 2. . 2. 2. a 2 x a 2 x 2 a 2 x a 2 x 2 4 1 4 4. Trang 6.
<span class='text_page_counter'>(7)</span> 2 a 2 x a 2 x a x a x Ta có: 1 th x 1 x 2x x a a 2 x 2 a a 2. 2. nên. . 2th x a x a x a 2 x a 2 x 2 2 x . 1 th2 x a a x 2 a 2 x a 2 x . 2 a x a x a x a x . 2. 2 a x a x a 2 x a 2 x . . a 2 x a 2 x th 2 x . a 2 x a 2 x. Bài toán 4.8: Cho số tự nhiên n lẻ, chứng minh:. 1 1 1 1 1 1 1 1 thì n n n n a b c a bn c n a b c abc. a) Nếu. b) Nếu ax n by n cz n ,. 1 1 1 1 thì: x y z. ax n1 by n1 cz n1 n a n b n c. n. Hướng dẫn giải a) Từ giả thiết suy ra. 1 1 1 1 a b abc c. a b . a b c c abc ab a b c a b b c c a 0. có 2 số đối nhau mà ta có n lẻ đpcm. b) VT =. n. 1 1 1 ax n by n cz n n ax n n ax n x n a y n b z n c x y z x y z. 1 1 1 VT n a n b n c đpcm. x y z Bài toán 4.9: Tính: 5. a) 3log3 18 18;35log3 2 3log3 2 25 32. 1 8. log 2 5. 1 32 b). 23 . log 0,5 2. log 2 5. 2. 1 5 2 . 3 log 2 5. 3. 2log2 5 53 . 1 125. log 1 25 2. 25 32 .. 1 6 2 log 7 36 log 7 14 3log 7 3 21 log 7 log 7 7 2 . 2 14.21 . Bài toán 4.10: Rút gọn các biểu thức: Trang 7.
<span class='text_page_counter'>(8)</span> a) A log3 2.log 4 3.log 6 5.log 7 6.log8 7 b) B a. log a b. b. logb a. Hướng dẫn giải a) A log3 2.log 4 3.log5 4.log6 5.log 7 6.log8 7. . log log3 log 4 log5 log 6 log 7 log 2 1 1 . . . . . log8 2 log 2 2 log3 log 4 log5 log 6 log 7 log8 log8 3 3. b) Đặt x log a b log a b x 2 b a x. 1 1 logb a 2 x x. Mặt khác logb a Do đó: B a x a. 2. x2 .. 1 x. 0.. Bài toán 4.11: a) Cho log6 15 x,log12 18 y , tính log 25 24 theo x, y b) Cho a log 2 3, b log3 5, c log7 2 , tính log140 63 theo a, b, c. Hướng dẫn giải. log 2 2.32 1 2log 2 3 log 2 3.5 log 2 3 log 2 5 a) Ta có x và y log 2 2.3 1 log 2 3 log 2 22.3 2 log 2 3 Suy ra log 2 3 . 2 y 1 x 1 2 y xy ;log 2 5 2 y 2 y. log 2 23.3 5 y Do đó log 25 24 . 2 log 2 5 2 x 1 2 y xy . . . b) log140 63 log140 32.7 2log140 3 log140 7. . 2 1 2 1 2 log3 140 log 7 140 log3 2 .5.7 log 7 22.5.7 . . 2 1 2log3 2 log3 5 log3 7 2log 7 2 log 7 5 1. Ta có log3 2 . log3 7 . 1 1 ,log 7 5 log 7 2.log 2 3.log3 5 cab ; log 2 3 a. 1 1 1 log 7 3 log 7 2.log 2 3 ca Trang 8.
<span class='text_page_counter'>(9)</span> 2. Vậy log140 63 . 2 1 b a ca. . 1 2ac 1 2c cab 1 abc 2c 1. Đăng ký mua file word. trọn bộ chuyên đề khối 10,11,12: HƯỚNG DẪN ĐĂNG KÝ Soạn tin nhắn “Tôi muốn mua tài liệu”. Gửi đến số điện thoại: 0969.912.851 Bài toán 4.12: Cho các số thực a, b, c thỏa mãn:. alog3 7 27, blog7 11 49, clog11 25 11 Tính T a. log3 7 2. b. log7 11. 2. c. log11 25. 2. Hướng dẫn giải Ta có:. . T alog3 7 27. log3 7. . log3 7. 49. . blog7 11. log7 11. . . log7 11. 11. . clog11 25. log11 25. . log11 25. 1 2. 7 11 25 469 . 3. 2. Bài toán 4.13: Trong điều kiện có nghĩa, chứng minh: a) a b). logc b. blogc a. n n 1 1 1 1 1 ... log a b log a2 b log a3 b log an b 2log a b Hướng dẫn giải. log b log a a) a c b b. b) VT =. logc b. blogc b.logb a blogc a. 1 2 3 n ... log a b log a b log a b log a b. 1 2 3 ... n .. n n 1 1 log a b 2log a b. Bài toán 4.14: Trong điều kiện có nghĩa, chứng minh: a) Nếu a 2 c 2 b2 thì logbc a logbc a 2logbc a.logbc a .. Trang 9.
<span class='text_page_counter'>(10)</span> b) Nếu a, b, c lập cấp số nhân thì. log a d logb d log a d logb d log c d log c d Hướng dẫn giải. a) Theo giả thiết: a 2 b c b c . Xét a 1 : đúng. Xét a 1 thì log a b c log a b c 2 . 1 1 2 logbc a logbc a. nên logbc a logbc a 2logbc a.logbc a. c log d 1 1 b b) Ta có log a d log b d log d a log d b log d a log d b c log d 1 1 a Tương tự: log b d log c d log d b log d c log d b log d c Vì a, b, c lập thành cấp số nhân nên Do đó. c b c b log d log d a a b a. log a d logb d log d c log a d logb d log c d log d a log c d. Bài toán 4.15: Cho x, y, z, a là các số thực dương đôi một khác nhau và khác 1. Chứng minh: a) Nếu log a x 1 log a x.log a z , log a y 1 log a y.log a x thì:. a A log x.log a y.log a z.log x a.log y a.log z a 1 . x y z b) Nếu. x y z x y z x y z x y z thì x y . y x y z .z y z x .x z log x log y log z Hướng dẫn giải. a) Từ giả thiết, ta có: log a x 1 log a x.log a z. log a x . 1 1 log a z 1 log a z log a z a z. Do đó: log x a log a z 1 . Tương tự log y a log a x 1 z. x. Mà log a y 1 log a y.log a z , nên log a y 1 . log a y log a y 1 log a z 1 log a z log a y 1 Trang 10.
<span class='text_page_counter'>(11)</span> log a z 1 log a y.log a z Tương tự trên, ta cũng có log z a log a y 1. Do đó y. A log a x.log y a . log a y.log z a . log a z.log x a 1 x y z b) Nếu một trong các số x y z, y z x, z x y bằng 0 thì cả ba số đều bằng 0 và dẫn đến. x y z 0 , mâu thuẫn. Do đó x y z, y z x, z x y khác 0.. x log y . y z x y log x . z x y Từ giả thiết thì: y log z . z x y z log y . x y z z log x . x y z x log z . y z x Ta có: x log y . y z x y log x z x y . x log y y log x .. zx y yzx. zx y x log y y log x y log x . 1 yzx x log y y log x y log x .. 2z zx y. Tương tự y log z z log y z log y .. 2x zx y. Do đó: x y . y x y z .z y x log y y log x y log z z log y. y log x.. 2z 2x z log y. yzx zx y. y log x . z x y x log y y z x : đúng Chứng minh tương tự: y z .z y z x .x z . Bài. toán. 4.16:. Cho. các. số. thực. a,. b,. c. thỏa. mãn 1 a b c .. Chứng. minh. rằng:. log a log a b logb logb c logc logc a 0 . Hướng dẫn giải Vì 1 a b nên log a b 1 log a log a b logb log a b 0 Ta có 1 a c nên logc a 1 Trang 11.
<span class='text_page_counter'>(12)</span> Suy ra 0 logc logc a logb logc a Do đó log a log a b logb logb c logc logc a . logb log a b logb logb c log b log c a logb log a b.logb c.log c a log b 1 0 13. 23 Bài toán 4.17: Trong khai triển nhị thức P x x x x , x 0 . a) Tìm hệ số của x13. b) Tìm số hạng không chứa x Hướng dẫn giải 13. 23 Số hạng tổng quát của P x x x x là: 13 k. 23 Tk 1 C x k 13. x x. a) Hệ số của x13 ứng với. k. C .x k 13. 13 k 52 6. 13k 52 13 k 10 là: 16. 10 T11 C13 286 .. b) Số hạng không chứa x ứng với 13k 52 0 k 4 là T5 C134 715 . 6. 1 lg x 1 12 x , biết số hạng thứ tư bằng 200. Tìm x? Bài toán 4.18: Trong khai triển nhị thức x . Hướng dẫn giải ĐK: x 0, x . 1 . Ta có: 10 6. 1 6 k 1 1 k 6 2 lg x 1 2 lg x 1 12 k lg x 1 12 12 x x x x C6 x .x k 0 6. Số hạng thứ 4 ứng với k 3 , theo giả thiết bằng 200 nên: 3 6. C x. 3 1 2 lg x 1 4. 200 x. 7 lg x 4 lg x 4. 10 . 7 lg x lg x 1 4lg x 4. x 10 lg x 1 lg 2 x 3lg x 4 0 (Chọn). 4 lg x 4 x 10 Trang 12.
<span class='text_page_counter'>(13)</span> Bài toán 4.19: Chứng minh các giới hạn:. log a 1 x ax 1 1 ln a;lim x 0 x 0 x x ln a. a) lim. n 1 ax 1 a a b) lim 1 ea ;lim x x 0 x n x x. Hướng dẫn giải. ax 1 eln a 1 e x ln a 1 lim lim .ln a ln a a) lim x 0 x 0 x 0 x ln a x x x. log a 1 x ln 1 x 1 limlog a e x 0 x 0 x x ln a. lim. a. x a x 1 a b) lim 1 lim 1 e a x x x x a n. lim x 0. 1 ax 1 lim x 0 x x. . 1 ax 1 n. 1 ax . n 1. n 1 ax . n2. ... 1. . . a n. Bài toán 4.20: Tìm các giới hạn sau:. 2 x 5x 2 x0 3x 5 x 2. e 2 x e5 x x 0 x. b) lim. a) lim. Hướng dẫn giải. e 2 x 1 e5 x 1 e 2 x e5 x lim 2 5 3 x 0 x 0 x x x . a) lim. 2 x 1 5x 1 2 x 5x 2 x x ln 2 ln 5 ln10 lim b) lim x x x x x 0 3 5 2 x 0 3 1 5 1 ln 3 ln 5 ln15 x x Bài toán 4.21: Tìm các giới hạn sau: a) lim x 0. ln 1 3x 2 1 cos 2 x. 6 x 3x x 0 ln 1 6 x ln 1 3 x . b) lim Hướng dẫn giải. Trang 13.
<span class='text_page_counter'>(14)</span> a) lim x 0. ln 1 3x 2 1 cos 2 x. lim x 0. ln 1 3x 2 2sin 2 x. 3ln 1 3x 2 sin x 2 3 1 lim : 2 x0 3x 2 x 2 . 6 x 1 3x 1 ln 1 6 x ln 1 3x 6 x 3x lim : x 0 ln 1 6 x ln 1 3 x x 0 x x x x . b) lim. 1 ln 6 ln 3 : 6 3 ln 2 . 3 Bài toán 4.22: Tìm các giới hạn sau:. 1 a) lim 1 x x 3. x 3 b) lim x x 1 . x. x. Hướng dẫn giải x. x 3 1 1 x 3 1 a) lim 1 1 xlim e e x x 3 x 3 x. 2x. x 1 x 1 2 x x 2 1 x 3 2 b) lim 1 x 1 e xlim 1 xlim x x 1 x 1 2 . Bài toán 4.23: Tìm các giới hạn sau: 1. ax bx x b) lim với 0 a, b 1 . x 0 2 . e 2 x 3 1 x 2 a) lim x 0 ln 1 x 2 2. Hướng dẫn giải 2 e2 x2 1 3 1 x 2 1 ln 1 x 2 e2 x 3 1 x 2 a) lim lim : 2 2 x 0 x 0 x x x2 ln 1 x 2 . 2 x 2 1 e lim 2 x 0 2 x 2 . 2 7 ln 1 x : 2 x 3 3 1 x2 1 1. 3. 1 x . 2 2. Trang 14.
<span class='text_page_counter'>(15)</span> 1 1 x x x a bx ax bx x a b 1 1 2 b) lim lim 1 x 0 x 0 2 2 . lim e. a x b x 1 2 x. x 0. lim e. a x 1 b x 1 2x 2x. x 0. e. ln a ln b 2. eln. a x b x 1 2 x. ab. ab. 1 x. a b ab 2 x. x. Vậy lim x 0. Bài toán 4.24: Tính các giới hạn sau:. 1 1 x 1 ln x . b) lim 1 x . a) lim x 1. cot x. x 0. Hướng dẫn giải. 1 ln x x 1 1 lim x 1 ln x x1 x 1 ln x. a) lim x 1. 1 1 ln x x 1 ' x lim lim x 1 x 1 ln x ' x1 ln x x 1 x. 1 x ' lim 1 1 1 x lim x 1 ln x x 1 x 1 x ln x x 1 ' x 1 ln x 2 2. lim. 1 ln 1 x ' ln 1 x b) Ta có: lim cot x ln 1 x lim lim lim 12 x 1 x 0 x 0 x 0 tan x tan x ' x0 tan x 1 nên lim 1 x . cot x. x 0. lim e. cot x ln 1 x . x 0. lim cot x ln 1 x . e x 0. e. Bài toán 4.25: Tìm các giới hạn sau: 1. a) lim cos x 2 x2 x 0. 5. b) lim cos3x x x 0. Hướng dẫn giải. ln cos x ln cos x ' lim tan x lim tan x ' lim 2 x 0 x 0 2x 2 x 2 ' x 0 4 x x 0 4 x '. a) Ta có lim. Trang 15.
<span class='text_page_counter'>(16)</span> lim . tan 2 x 1. x 0. 4. Đăng ký mua file word trọn bộ chuyên đề. 1 4. . khối 10,11,12: HƯỚNG DẪN ĐĂNG KÝ Soạn tin nhắn “Tôi muốn mua tài liệu”. Gửi đến số điện thoại: 0969.912.851 Nên lim cos x x 0. 1 2 x2. ln cos x . lim e x 0. 5ln cos3x lim x 0 x 0 x. b) lim. lim. x '. Nên lim cos3x lim e. 5ln cos 3 x x. x 0. ln cos x . e. e. 2 x2. x 0. 5ln cos3x '. 5 x. x 0. e. 2 x2. . 1 4. 15sin 3x lim cos3x 0 x 0 1 . lim. 5 ln cos 3 x . x 0. x. e0 1. Bài toán 4.26: Tính giới hạn sau: 1. ln x 1 a) lim 2 x x x 1 . b) lim x . ln x x . Hướng dẫn giải. 1 a) lim 2 x x x 1 . 1 ln x. x . . ln x x 2 1 Ta có: lim. x . . lim x x 1 2. lim. x . ln x. . 1 ln x. 1 x2 1 1 1 x. 1. ln x 1 1 Vậy: lim e e 2 x x x 1 . 1 1 x ln x ln x ln lim ln lim b) lim x x x x x x Đặt g x ln x thì g ln và g ' x ln Trang 16.
<span class='text_page_counter'>(17)</span> Theo định nghĩa đạo hàm ta có:. g x g ln x lim g ' ln x x x x . lim. Bài toán 4.27: Tìm đạo hàm của hàm số sau: a) y x. 2 x 2 x b) y x 2 2 x. e 1. 2. 4x. c) y x5 5x x x Hướng dẫn giải. a) y ' 2 x e. b). 2 y' 2 . x. x. 4x. 1 . 2 x 2e4 x e 1 4x. . 2 x x 1 e4 x 1 e4 x 1. ln 2 2 x ln 2 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x ln 2 2 x ln 2 . 2. 2 x 2 x 2 x 2. 2. x. 2 x . x. 2 x . 2. 2. ln 2 2 . 2. 2. 4ln 2 2 x. 2 x . 2. c) Ta có y x5 5x x x x5 5x e x ln x nên. y ' 5x4 5x ln 5 e x ln x ln x 1 5x 4 5x ln 5 x x ln x 1 Bài toán 4.28: Tìm đạo hàm của các hàm số sau:. . a) y ln x x 2 a 2 b) y log. 3. x. 2. . 5x 6. c) y cos x.e2 tan x Hướng dẫn giải. x. 1 a) y ' . x2 a2 x x2 a2. b) y ' . 2 x 5 4 x 10 2 x 5x 6 ln 3 x 5x 6 ln 3. 1 x a2 2. 2. c) y ' sin x.e2 tan x . 2 2 .e2 tan x e2 tan x sin x cos x cos x . Bài toán 4.29: Chứng minh: a) Nếu y e4 x 2e x thì: y ''' 13 y ' 12 y 0 Trang 17.
<span class='text_page_counter'>(18)</span> x2 1 b) Nếu y x x 2 1 ln x x 2 1 thì: 2 y xy ' ln y ' 2 2 Hướng dẫn giải a) y ' 4e4 x 2e x , y '' 16e4 x 2e x , y ''' 64e4 x 2e x nên:. y ''' 13 y ' 12 y 64e4 x 2e x 13 4e4 x 2e x 12 e4 x 2e x 0 1 2 x x2 1 x 1 2 2 x2 1 2 x x2 1. b) y ' x . x. x. 1. 2. . 2x2 1 2 x 1 2. . 1 2 x 1 2. . x x2 1. . Do đó, ta có: 2 y x 2 x x 2 1 ln x x 2 1. . . xy ' x 2 x x 2 1 và ln y ' ln x x 2 1. . 2 y xy ' ln y ' : đpcm. Bài toán 4.30: Tìm đạo hàm cấp n của hàm số. . . b) y ln 6 x 2 x 1. a) y 5kx. Hướng dẫn giải a) y ' k ln 5 .5kx ; y '' k ln 5 .5kx 2. Ta chứng minh quy nạp: y b) Với x . n. k ln 5 .5kx n. 1 1 hoặc x : 3 2. y ln 2 x 1 3x 1 ln 2 x 1 ln 3x 1. y' . 1 1 2 x 1 3x 1. 1 Ta chứng minh quy nạp ax b Suy ra y. n. m. 1 m!a m m 1 ax b m. 1 n 1!2n1 1 n 1!3n1 n n 2 x 1 3x 1 n 1. n 1. Bài toán 4.31: Tìm khoảng đơn điệu và cực trị hàm số: Trang 18.
<span class='text_page_counter'>(19)</span> ex a) y x. b) y x 2 .e x Hướng dẫn giải. e x x 1 a) D ¡ \ 0 , y ' , y ' 0 x 1. x2 BBT. . x. 0 −. y'. −. 0. +. . . . y. . 1. . e. Vậy hàm số nghịch biến trong các khoảng ;0 và 0;1 đồng biến trên khoảng 1; , đạt CT 1;e . . . b) D ¡ , y ' 2 x x 2 e x , y ' 0 x 0 hoặc x 2 . BBT. x. . 0 −. y'. y. 0. . 2 +. . 0. −. 4e2. . 0. Vậy hàm số đồng biến trong khoảng 0;2 , nghịch biến trong các khoảng ;0 và 2; , đạt CĐ. 2;4e , CT 0;0 . 2. Bài toán 4.32: Tìm khoảng đơn điệu và cực trị hàm số:. . . b) y x ln 1 x . a) y ln x 2 1. Hướng dẫn giải a) D ; 1 1; , y ' . 2x x 1 2. Khi x 1 thì y ' 0 nên hàm số nghịch biến trên ; 1 Khi x 1 thì y ' 0 nên hàm số đồng biến trên 1; Hàm số không có cực trị.. Trang 19.
<span class='text_page_counter'>(20)</span> b) D 1; , y ' 1 . 1 y , y' 0 x 0 1 x 1 x. y ' 0, x 0; nên hàm số đồng biến trên 0; y ' 0, x 1;0 nên hàm số nghịch biến trên 1;0 Ta có y '' . 1. 1 x . 2. 0 nên đạt cực tiểu tại x 0, yCT 0 .. Bài toán 4.33: Cho a, b, c là các sự thực dương. Chứng minh hàm số. f x . ax bx cx đồng biến với mọi x dương. bx cx cx a x a x bx. x x x x x x a x a .ln a b c a b .ln b c .ln c ' Ta có x 2 x b c bx c x . . a xb x ln a ln b a x c x ln a ln c . b. x. cx . 2. / a xb x ln a ln b a x c x ln a ln c ax Do đó f ' x x 2 x sym b c sym bx c x . a xb x ln a ln b a xb x ln a ln b 2 2 x x sym a x c x b c a b x. sym. a b a b 2c 0 ln a ln b a c b c x. x. x. x. x. x 2. x. x. x. x 2. Bài toán 4.34: So sánh các số: a). 4. 13 và. 5. 23. b). 3. 7 15 và 10 3 28. Hướng dẫn giải a). 4. 13 20 135 20 371293; 3 23 20 234 20 279841. Ta có 371293 279841 nên b). 3. 4. 13 5 23. 7 15 2 4 3 3 10 3 28. Bài toán 4.35: So sánh các số:. Trang 20.
<span class='text_page_counter'>(21)</span> 600. a) 3. và 5. 1 b) 3. 400. 4 5. và 33. 2. Hướng dẫn giải. . a) Ta có: 3600 33. 5400 52 1 b) Ta có 3. 200. 4 5. 200. 27200 và. 25200 . Vậy 3600 5400. 1 3. 2 5. 3 2. và 3. . Ta có 3 2 2 5 3 2. 1 1 Vì cơ số 0 1 nên 3 3. 1 3. 2 5 2. 2 5. 1 3. 2. 3 2. 3 2. 18 20 : đúng 1 3. 4 5. 33. 2. .. Bài toán 4.36: Hãy so sánh các số: a) log3 4 và log 4. 1 3. log6 11. b) 3. và 7. log6 0,99. Hướng dẫn giải. 1 1 0 , suy ra log3 4 log 4 3 3. a) Ta có log3 4 1 và log 4 b) Ta có log6 1,1 0 nên 3. 30 1 (vì 3 1 ) và log6 0,99 0 nên 7log6 0,99 70 1 (vì 7 1).. log6 1,1. log6 1,1. Suy ra 3. 7log6 0,99 .. Bài toán 4.37: Hãy so sánh các số: b) log 4 9 log9 25. a) log8 27 log9 25. Hướng dẫn giải a) log8 27 log8 25 log9 25 b) log 4 9 log 2 3 log8 27 log9 25 Bài toán 4.38: a) So sánh hai số 11 22 33 ... 10001000 và 22 N2. b) Chứng minh với n số 2, n 6 thì 22. 22. 2. 222...2222...2 Hướng dẫn giải. 22. a) Ta thấy rằng 2. 22. 24. 22 22. 16. Trang 21.
<span class='text_page_counter'>(22)</span> Đăng ký mua file word trọn bộ chuyên đề khối 10,11,12:. Mà 210 1024 1000,26 64. HƯỚNG DẪN ĐĂNG KÝ Soạn tin nhắn “Tôi muốn mua tài liệu”. Gửi đến số điện thoại: 0969.912.851 2 2 .2 64000 nên 2 16. 10. 6. 22. 22. 264000. Mặt khác: 12 22 33 ... 10001000 1000.10001000 10001001. 210 . 1001. Từ đó suy ra 2. 22. 22. 210010 264000. 12 22 33 ... 10001000. b) Ta chứng minh quy nạp 2n2 n, n 6 Với n số 2, đặt an 2nN , bn 222...2222...2 2. Ta có 222...2 10n 24 n nên. bn 2. . 4n 4n 2. 24 n.2 22 4n. 5n. n2. Và mặt khác an2 5n 22N 8.2n2 22 2. Nên an 22. an 2. 2n1 0. 22 bn . Ta có đpcm. 5n. Bài toán 4.39: Chứng minh: a) log n n 1 log n1 n 2 với mọi số nguyên n 1 b) a m bm c m , nếu m 1, a b c với a 0, b 0 Hướng dẫn giải. . a) A log n n 1 log n n 1 . 1 1 1 log n 1 n n. 1 1 B log n1 n 2 log n1 n 1 1 1 log n1 1 n 1 n 1 Ta có 1 . 1 1 1 1 1 log n 1 log n 1 n n 1 n n 1 Trang 22.
<span class='text_page_counter'>(23)</span> . và log n 1 . 1 1 log n1 1 n 1 n 1. 1 1 log n 1 log n1 1 . Do đó A B . n n 1 m. m. a b b) Ta có a b c 1 c c m. m. m. Mà a b c, a 0, b 0 nên 0 m. 1. a a Suy ra với m 1 thì c c m. a b 1,0 1 c c m. 1. b b ; c c. m. a b a b Từ đó ta có: 1 c c c c Bài toán 4.40: a) Cho a, b, c 0 . Chứng minh a a .bb .cc ab .bc .c a b) Cho a, b, c là độ dài các cạnh của tam giác nhọn. Chứng minh: 2 2 2 2 2 2 3 3 3 b b c c a a . Hướng dẫn giải a) Giả sử a max a; b; c . - Xét a b c : BĐT a ab .bbc cac Vì a b c 0 nên a ab .bbc cab .bbc cac - Xét a c b : BĐT a ab bcb .ca c Vì a c b 0 nên bcb .cac acb .aac aa b b) Không mất tính tổng quát, ta giả sử a là cạnh lớn nhất trong các cạnh của tam giác. Khi đó, ta có 2 3. 2 3. 2 3. a b c , a b c nên: 2. 2. 2. 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 và a a a a b c c b b c b c . Do a, b, c là độ dài các cạnh của tam giác nhọn nên b2 c 2 a 2 1 3. 1 3. 1 3. x a ; y b ; z c thì y3 z 3 x3 Trang 23.
<span class='text_page_counter'>(24)</span> . Ta có: y 2 z 2. . 3. y 6 z 6 3 y 2 z 2 y 2 z 2 y 6 z 6 2 y 3 z 3 y 3 z 3 x3 x 6 2. 2 3. 2 3. 2. 2 3. Suy ra y z x hay b c a đpcm. 2. 2. 2. Bài toán 4.41: a) Cho a, b, c 0 . Chứng minh abc . a b c 3. a a .bb .c c. 1 4 . b) Cho 4 số x, y, z, t ;1 . Chứng minh:. 1 1 1 1 log x y log y z log z t logt x 8 . 4 4 4 4 Hướng dẫn giải a) BĐT log abc . a b c 3. log a a .bb .cc . a b c log abc 3 log a a log bb log cc . a b c log a log b log c 3 a log a b log b c log c a b log a log b b c log b log c c a log c log a 0 BĐT này đúng vì cơ số 10 1 nên x y 0 log x log y hoặc 0 x y log x log y nên. x y log x log y 0 , x 0, y 0 . 2. 1 1 b) Ta có: a 0 a a 2 với mọi a. 2 4 Và vì. 1 x, y, z, t 1 nên hàm nghịch biến, do đó: 4. VT log x y 2 log y z 2 log z t 2 logt x 2. 2 log x y log y z log z t logt x 8. 4 log x y.log y z.log z t.logt x 8 4 1 8 . Bài toán 4.42: Chứng minh: a) nn1 n 1 , n ¥ , n 3 n. b). n. x n y n n1 x n1 y n1 với n nguyên, n 2 và x, y 0 . Hướng dẫn giải. a) Với n ¥ , n 3 , bất đẳng thức tương đương Trang 24.
<span class='text_page_counter'>(25)</span> n 1 ln n n ln n 1 Xét f x . n 1 n ln n 1 ln n. x ln x 1 trên 3; thì f ' x 0. ln x ln 2 x. Do đó f đồng biến trên 3; nên: n 1 n 3 f n 1 f n (đpcm) b) Với x 0 hoặc y 0 , bất đẳng thức đúng. Với xy 0 , bất đẳng thức cần chứng minh tương đương với n. n. x x 1 n1 1 y y. n 1. . Xét f t . t n1.1 t . Ta có f ' t n 1. 1 t . n 1 n 2 n. 1 t . n n 1. n n 1. 1 tn 1 t n1. với t 0; .. ; f 't 0 t 1 .. BBT. x. 0. f 't . 0. . 1 +. 0. −. f t 1. 1. Suy ra f t 1 với mọi t 0; đpcm. Bài toán 4.43: Chứng minh các bất đẳng thức sau với mọi x 0. x2 b) e 1 x 2. a) e x 1. x. x. c) ln 1 x x . x2 2 Hướng dẫn giải. a) Xét hàm số f x e x x 1, x 0 thì f ' x e x 1 0, x 0 nên f đồng biến trên 0; vì f liên tục trên 0; nên f đồng biến trên 0; : x 0 f x f 0 0 : đpcm.. x2 x 1, x 0 thì f ' x e x x 1 . b) Xét f x e 2 x. Theo câu a) thì f ' x 0 nên f đồng biến trên 0; . Trang 25.
<span class='text_page_counter'>(26)</span> x 0 f x f 0 0 : đpcm.. Đăng ký mua file word trọn bộ chuyên đề khối 10,11,12:. HƯỚNG DẪN ĐĂNG KÝ Soạn tin nhắn “Tôi muốn mua tài liệu”. Gửi đến số điện thoại: 0969.912.851 c) BĐT: ln 1 x x . x2 0, x 0 2. x2 x2 0 Xét f x ln 1 x x , x 0, f ' x 2 1 x và f liên tục trên 0; nên f đồng biến trên 0; Do đó: x 0 f x f 0 0 : đpcm. Bài toán 4.44: Chứng minh:. 2. a) 4sin x 2tan x 23 x 2 , x 0; b) e x . x với mọi x x 2x 2 2. Hướng dẫn giải a) Áp dụng bất đẳng thức Côsi:. 4sin x 2tan x 2 4sin x.2tan x 22sin xtan x 2 Ta cần chứng minh: 22sin x tan x2 23 x2 2sin x tan x 3x Xét f x 2sin x tan x 3x,0 x . f ' x 2cos x . 2. 1 1 3 2cos 2 x 3 2 2 3 0 2 cos x cos 2 x : x 0 f x f 0 0 : đpcm. 2. nên f đồng biến trên 0;. b) Nếu x 0 thì BĐT đúng. Nếu x 0 , vì x 2 2 x 2 0, x nên. Trang 26.
<span class='text_page_counter'>(27)</span> BĐT x 2 2 x 2 . x . Xét f x x 2 2 x 2, x 0 x e. f ' x 2 x 2, f ' x 0 x 1 . Lập BBT thì min f x f 1 1 x e x xe x 1 x Xét g x x , x 0, g ' x x ; g ' x 0 x 1 e e2 x e Lập BBT thì max g x g x . 1 . Vì min f x max g x đpcm. e. Bài toán 4.45: Chứng minh các bất đẳng thức sau: a) e x cos x 2 x . x2 , x 2. . . b) e x e x 2ln x 1 x 2 , x 0 . Hướng dẫn giải. x2 a) Xét hàm số f x e cos x 2 x , D ¡ 2 x. f ' x e x sin x 1 x; f ' x 0 x 0 f '' x e x 1 cos x 0, x nên f ' x đồng biến trên ¡ , ta có:. f ' x f ' 0 0, x; f ' x f ' 0 0, x 0 . BBT:. . x. . 0. f ' x. −. 0. . f x 0 Vậy f x e x cos x 2 x . x2 0, x 2. . . b) Xét hàm số f x e x e x 2ln x 1 x 2 , D 0; . f ' x e x e x Vì e x e x 2 và. 2 1 x. 2. 2 1 x. 2. : f ' x 0 x 0 .. 2 nên f ' x 0, x 0 . Trang 27.
<span class='text_page_counter'>(28)</span> Do đó f x đồng biến trên 0; nên f x f 0 0 đpcm. Bài toán 4.46: Cho 0 x 1;0 y 1 và x y . Chứng minh rằng:. 1 y x ln ln 4 y x 1 y 1 x Hướng dẫn giải Do x y , không giảm tổng quát, giả sử y x . Xét hàm số. 2t 1 0 t f t 4t , với 0 t 1 f ' t 1 t t 1 t 2. Vậy. ln. f t . là. hàm. đồng. 0;1. trên. biến. mà. yx. nên. ta. có. f y f x. hay. y x 4 y ln 4 x và do y x 0 nên suy ra: 1 y 1 x. 1 y x ln ln 4 đpcm. y x 1 y 1 x b. 1 1 Bài toán 4.47: Cho a b 0 . Chứng minh 2a a 2b b 2 2 . a. Hướng dẫn giải Với a b 0 , bất đẳng thức tương đương b. b. b a 4a 1 4b 1 a b a b 4 1 4 1 2 2 . b.ln 4 1 a.ln 4 1 a. Xét f x . f ' x . b. ln 1 4 x x. ln 1 4a a. . ln 1 4b b. ,x 0. 1 4 x ln 4 1 x x . x ln 1 4 4 .ln 4 x 1 4 x .ln 1 4 x 0 2 x 2 x 1 4 x. . . nên f nghịch biến: a b 0 f a f b : đpcm. Bài toán 4.48: Cho p 1, q 1 thỏa p q pq và a, b 0 . Chứng minh ab . a p bq p q Hướng dẫn giải Trang 28.
<span class='text_page_counter'>(29)</span> a p bq Xét hàm số f a ab với a 0 . p q. f ' a a. p 1. b, f ' a 0 a. p 1. ba b. 1 p 1. Mà p 1 pq p 1 q 1 1 nên a bq 1. . . Lập BBT thì min f f bq 1 0 đpcm. Bài toán 4.49: Cho a, b 0 và a b 1 . Chứng minh bất đẳng thức. eaxby a.e x b.e y , x, y Hướng dẫn giải Ta có b 1 a do đó 0 a 1 nên BĐT:. e. ax 1 a y. e y .e. a.e x 1 a e y. a x y . e y a e x y 1. e. a x y . a.e x y a 1 0. f ' t a eat et , f ' t t 0. Xét f t eat a.et a 1, t ¡ . BBT. x. . . 0. f'. +. f. 0. −. 0. Suy ra f t 0, t đpcm. Bài toán 4.50: Cho a, b, c 0 . Chứng minh b) a b b c c a 2. a) ab ba 1. c. a. b. Hướng dẫn giải a) Nếu a 1 hoặc b 1 thì ab ba 1 Nếu 0 a, b 1 . Xét f x 1 x 1 x, x 0,0 1 . f ' x 1 x . 1. 1 1 0 1 x 1 . nên x 0 f x f 0 0 1 x 1 x . (*) Trang 29.
<span class='text_page_counter'>(30)</span> Áp dụng a . 1 1 a 1 , x 0 ab 1 x 1 xb a b ab. Tương tự: b a . 1 b 1 ab ba 1 1 ya a b ab. Đăng ký mua file word trọn. bộ chuyên đề khối 10,11,12: HƯỚNG DẪN ĐĂNG KÝ Soạn tin nhắn “Tôi muốn mua tài liệu”. Gửi đến số điện thoại: 0969.912.851 b) Trong. b c . 3 a. a b, b c, c a nếu có một số, chẳng hạn a b 1 thì. số. a b. c. 1 và. c a ba ab 1 suy ra đpcm. Còn nếu cả 3 số đó bé hơn 1 thì dùng bất đẳng thức (*). b. 3. BÀI LUYỆN TẬP Bài tập 4.1: Thực hiện phép tính. 1 A 27 16 2 3. 0,75. B 0,5. 250,5. 4. 1 6250,25 2 4. 1. 1 2. 19 3. 3. Hướng dẫn Dùng 5 quy tắc về mũ. Kết quả A 12, B 10 . Bài tập 4.2: Rút gọn các biểu thức: 2. 4 ax3 4 a3 x 1 ax a a a) R 4 với a 0, x 0, a x . . 1 2 x x a x ax . a a2 b a a2 b b) S , với a, b 0, a 2 b . 2 2 Hướng dẫn. . a) Kết quả R ax 1 . . b) Kết quả S . a a x. . x a. . a a2 b a a2 b 2 2. Bài tập 4.3: Tính gọn Trang 30.
<span class='text_page_counter'>(31)</span> a). 42 3 42 3 2. b). 3. 9 80 3 9 80 3. Hướng dẫn a) Viết bình phương đủ trong căn thức hay đặt ẩn phụ VT rồi bình phương. Kết quả. 42 3 42 3 2. b) Viết lập phương đủ trong căn thức hay đặt ẩn phụ VT rồi lập phương. Kết quả. a Bài tập 4.4: Trong khai triển nhị thức: 3 b . 3. 9 80 3 9 80 3. 21. b , tìm hệ số của số hạng chứa a và b có số mũ bằng 3 b. nhau. Hướng dẫn Dùng nhị thức Niutơn: a b 2. n. C a k 0. 9 Kết quả C21. k n. nk. bk. 21! 293 930 . 9!12!. Bài tập 4.5: a) Tính log 3 50 theo log3 15 a,log3 10 b . b) Tính ln 6, 25 theo c ln 2, d ln 5 . Hướng dẫn a) Đưa về cơ số 3. Kết quả 2a 2b 2 b) Đưa về cơ số e. Kết quả 2d 2c . Bài tập 4.6: Trong điều kiện có nghĩa, chứng minh: a) Nếu a 2 b2 7ab thì log 7. ab 1 log 7 a log 7 b 3 2. b) Nếu log12 18 a,log 24 54 b , thì ab 5 a b 1 . Hướng dẫn a) a 2 b2 7ab a b 9ab hoặc biến đổi tương đương điều cần chứng minh. 2. b) Đưa về cơ số 2: log 2 3 . 3b 1 2a 1 và log 2 3 . 3b 2a. Bài tập 4.7: Tìm các giới hạn sau:. sin 4 x a) lim 2 x x 0 e 7x. 1 2x 4 1 x b) lim x 0 tan x 3. Hướng dẫn Trang 31.
<span class='text_page_counter'>(32)</span> a) Chia tử và mẫu thức cho x. Kết quả. 4 3 ln 7. b) Thêm bớt 1 trên tử thức rồi chia tử và mẫu thức cho x. Kết quả. 5 12. Bài tập 4.8: Tìm đạo hàm của các hàm số sau: a) y . x 1.log3 x 2. b) y . 2. ln x 2 1 x. Hướng dẫn a) Kết quả y ' . 2 x2 1 ln 3 x x2 1. x log3 x 2. ln x 2 1 2 b) Kết quả y ' 2 x 1 x2 f x 1 x , x, y ¡ . Tính f ' x . f x y f x . f y . Bài tập 4.9: Cho f liên tục trên ¡ : . Dùng định nghĩa và kẹp giới hạn. Kết quả f ' x e x . Bài tập 4.10: So sánh các số: a). 3 30 và 3. 3. 63. b). 3. . 7 6. và. 3. 31 4. 1 3. Hướng dẫn a) So trung gian. Kết quả. 3. b) Kết quả. . 5 6. 3 31 4. 3 3 30 1 3 27 4 3 64 3 63. 1 3. Bài tập 4.11: a) Không dùng bảng số và máy tính, hãy so sánh:. log. log 5 log 7 5 7 và 2 2. b) Cho 3 số không âm x, y, z thỏa mãn x y z 3 . Tìm GTNN của. K. 1 1 1 4 2ln 1 x y 4 2ln 1 y z 4 2ln 1 z x Hướng dẫn Trang 32.
<span class='text_page_counter'>(33)</span> a) Đặt a log. Suy ra. log 5 log 7 5 7 và b 2 2. 5 7 10a và 2. Kết quả log. 5 7 10b .. 5 7 log 5 log 7 . 2 2. b) Dùng bất đẳng thức AM-GM.. Đăng ký mua file word trọn bộ chuyên đề khối 10,11,12: HƯỚNG DẪN ĐĂNG KÝ Soạn tin nhắn “Tôi muốn mua tài liệu”. Gửi đến số điện thoại: 0969.912.851. Trang 33.
<span class='text_page_counter'>(34)</span>