Bài 6. Bất phương trình mũ và bất phương trình lôgarit
1. Bất phương trình mũ
Bất phương trình mũ cơ bản có dạng: ${a^x} > b$ (hoặc ${a^x} \ge b,{a^x} < b,{a^x} \le b$) với $a > 0,a \ne 1$.
* Xét bất phương trình dạng ${a^x} > b$.
- Nếu $b \le 0$, tập nghiệm của bất phương trình là $R$ vì ${a^x} > 0 \ge b,\forall x \in R$.
- Nếu b>0 thì bất phương trình tương đương với ${a^x} > {a^{{{\log }_a}b}}$
Với a>1, nghiệm của bất phương trình là $x > {\log _a}b$.
Với 0<a<1, nghiệm của bất phương trình là $x < {\log _a}b$.
* Vẽ đồ thị hàm số $y = {a^x}$ và đường thẳng $y = b$ trên cùng một hệ trục tọa độ.
Trong trường hợp a>1, ta nhận thấy:
- Nếu $b \le 0$, thì ${a^x} > b$ với mọi x.
- Nếu b>0 thì ${a^x} > b$ với $x > {\log _a}b$. (Hình 10)
Hình 10
Trường hợp 0<a<1, ta có:
- Nếu $b \le 0$, thì ${a^x} > b$ với mọi x.
- Nếu b>0 thì ${a^x} > b$ với $x < {\log _a}b$. (Hình 11)
Hình 11
* Kết luận: Tập nghiệm của bất phương trình ${a^x} > b$ được cho trong bảng sau:
2. Bất phương trình lôgarit
Bất phương trình lôgarit cơ bản có dạng: ${\log _a}x > b$ (hoặc ${\log _a}x \ge b,{\log _a}x \le b$) với $a > 0,a \ne 1$.
Xét bất phương trình ${\log _a}x > b$.
Trường hợp a>1, ta có ${\log _a}x > b \Leftrightarrow x > {a^b}$.
Trường hợp 0<a<1, ta có ${\log _a}x > b \Leftrightarrow x < {a^b}$.
* Vẽ đồ thị hàm số $y = {\log _a}x$ và đường thẳng $y = b$ trên cùng một hệ trục tọa độ. (Hình 12, hình 13)
Hình 12
Hình 13
Quan sát đồ thị, ta thấy:
Trường hợp a>1: ${\log _a}x > b$ khi và chỉ khi $x > {a^b}$.
Trường hợp 0<a<1: ${\log _a}x > b$ khi và chỉ khi $0 < x < {a^b}$.
* Kết luận: Nghiệm của bất phương trình ${\log _a}x > b$ được cho trong bảng sau: