A. Lý thuyết cơ bản
1. Bất phương trình mũ cơ bản
Bất phương trình mũ cơ bản có dạng (hoặc ) với .
Xét bất phương trình:
2. Bất phương trình logarit cơ bản
Bất phương trình logarit cơ bản có dạng (hoặc ) với .
Xét bất phương trình:
B. Bài tập
Để giải bất phương trình mũ và logarit ta dùng các phương pháp: đưa về cùng cơ số, đặt ẩn phụ, đưa về phương trình tích, mũ hóa và logarit hóa (tương tự như ở bài phương trình mũ và logarit)
Dạng 1. Đưa về cùng cơ số
A. Phương pháp
Ngoài cách sử dụng bất phương trình mũ và logarit có bản, có thể sử dụng các phép biến đổi tương đương sau:
+ hoặc .
+ hoặc .
+ .
B. Bài tập ví dụ
Ví dụ 1: Giải các bất phương trình sau:
a) .
b) .
c) .
Lời giải:
a) .
Vì nên bất phương trình tương đương với
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là .
b) .
.
Chú ý: Để tránh sai sót khi biến đổi bất phương trình mũ, ta nên chọn cách biến đổi sau:
.
c)
.
Bất phương trình có tập nghiệm .
Ví dụ 2: Giải các bất phương trình sau:
a) .
b) .
c) .
Lời giải:
a) .
Với điều kiện ta có: BPT .
Vậy nghiệm của BPT là .
b) .
Điều kiện .
Khi đó BPT
(Do .
c) .
Điều kiện
(*).
Khi đó
.
Kết hợp với (*) ta được thỏa mãn.
Ví dụ 1.3: Tìm để bất phương trình nghiệm đúng với mọi .
Lời giải:
Bất phương trình tương đương:
Bất phương trình đã cho nghiệm đúng với mọi khi và chỉ khi đúng với mọi hoặc đúng với mọi (loại vì không đúng).
.
Vậy .
Dạng 2. Đặt ẩn phụ
Ví dụ 2.1: Giải các bất phương trình sau:
a) . b) .
c) . d) .
Lời giải:
a) .
Đặt . Bất phương trình trở thành:
.
Vậy bất phương trình có tập nghiệm .
b) .
Điều kiện: .
Phương trình tương đương:
.
Đặt , bất phương trình trở thành:
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là .
c) .
Chia hai vế của bất phương trình cho ta được:
.
Đặt , điều kiện (vì ) (*)
Bất phương trình trở thành:
Kết hợp với điều kiện (*) ta được:
.
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là .
d) .
Chia hai vế của bất phương trình cho ta được:
.
Vì nên đặt thì .
Khi đó bất phương trình trở thành:
Vậy bất phương trình có tập nghiệm .
Ví dụ 2.2: Tập nghiệm của bất phương trình .
A. . B. .
C. . D. .
Lời giải:
ĐK: .
Ví dụ 2.3: Xác định để bất phương trình nghiệm đúng với mọi .
Lời giải:
Đặt . Vì nên .
Bất phương trình trở thành: (1)
Bất phương trình đã cho nghiệm đúng với mọi (1) nghiệm đúng với mọi .
(vì .
Xét hàm số với .
Ta có .
Bảng biến thiên:
Từ bảng biến thiên suy ra (1) nghiệm đúng với mọi .
Dạng 3. Phương pháp mũ hóa và logarit hóa
Ví dụ 3.1: Giải các bất phương trình sau:
a) .
b) .
c) .
Lời giải:
a) .
Lấy logarit cơ số 3 hai vế của bất phương trình, ta được:
.
Ta có suy ra bất phương trình có nghiệm
.
b) .
Lấy logarit cơ số 10 ta được:
Vậy bất phương trình có nghiệm .
c) .
.
Vậy nghiệm của bất phương trình là .
Dạng 4. Phương pháp hàm số
Ví dụ 4.1: Giải các bất phương trình sau:
a) . b) .
Lời giải:
a) .
Điều kiện .
Bất phương trình tương đương .
Xét hàm số với .
Ta có .
Suy ra đồng biến trên .
+ Nếu thì nên là nghiệm.
+ Nếu thì , nên không là nghiệm.
Vậy là nghiệm của bất phương trình.
b) (1)
Điều kiện: .
Coi (1) là bất phương trình bậc 2 theo ẩn , ta có:
.
Do đó:
(2)
Xét hàm số với .
Ta có .
Ta thấy .
+ Với suy ra , nên là nghiệm của (2).
+ Với suy ra nên không là nghiệm của (2).