Bài tập số 4, trang 33 SGK Toán 11 Tập 2 (Chân trời sáng tạo), là bài toán cơ bản về Bất phương trình mũ. Để giải quyết, ta cần đưa cả hai vế của bất phương trình về dạng cùng cơ số ($a^u \le a^v$), sau đó so sánh các số mũ, lưu ý đến tính đồng biến hay nghịch biến của hàm số mũ.
Giải các bất phương trình sau:
a) $\left ( \frac{1}{3} \right )^{2x+1}\leq 9$
b) 4x > 2x – 2
Tính chất Hàm mũ:
Nếu cơ số $\mathbf{a > 1}$ (hàm đồng biến): $a^u \le a^v \Leftrightarrow u \le v$.
Nếu cơ số $\mathbf{0 < a < 1}$ (hàm nghịch biến): $a^u \le a^v \Leftrightarrow u \ge v$ (đổi chiều bất đẳng thức).
Phương pháp (a): Đưa về cơ số $a = 3$ ($a>1$) hoặc $a = 1/3$ ($0 < a < 1$).
Phương pháp (b): Đưa về cơ số $a = 2$ ($a>1$) (sử dụng $4^x = (2^2)^x = 2^{2x}$).
a) $\left ( \frac{1}{3} \right )^{2x+1}\leq 9$
$\Leftrightarrow (3^{-1})^{2x+1}\leq 3^2$
$\Leftrightarrow 3^{-2x-1}\leq 3^2$
⇔ –2x – 1 ≤ 2
⇔ –2x ≤ 3
⇔ x ≥ –3/2
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là: S = [−3/2; +∞)
b) 4x > 2x – 2
⇔ 22x > 2x – 2
⇔ 2x > x – 2
⇔ x > –2
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là: S = (−2; +∞)
Các bất phương trình mũ đã được giải quyết thành công bằng phương pháp đưa về cùng cơ số và so sánh số mũ:
$\left( \frac{1}{3} \right)^{2x+1}\leq 9 \implies \mathbf{x \geq -\frac{3}{2}}$.
$4^x > 2^{x - 2} \implies \mathbf{x > -2}$.
Lưu ý quan trọng là khi chuyển từ cơ số nhỏ hơn 1 sang cơ số lớn hơn 1 (hoặc ngược lại), phải nhớ đổi chiều bất đẳng thức.
• Xem thêm:
Bài 1 trang 32 Toán 11 tập 2 Chân trời sáng tạo: Giải các phương trình sau: a) 52x−1 = 25...
Bài 3 trang 33 Toán 11 tập 2 Chân trời sáng tạo: Giải các phương trình sau: a) log6(4x + 4) = 2...