Giải bài 3 trang 22 sách bài tập toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2

Giải các bất phương trình sau:

Đề bài

Giải các bất phương trình sau:

a) \({4^x} < 2\sqrt 2 \);

b) \({\left( {\frac{1}{{\sqrt 3 }}} \right)^{x - 1}} \ge \frac{1}{9}\);

c) \(5.{\left( {\frac{1}{2}} \right)^x} < 40\);

d) \({4^{2x}} < {8^{x - 1}}\);

e) \({\left( {\frac{1}{5}} \right)^{2 - x}} \le {\left( {\frac{1}{{25}}} \right)^x}\);

g) \(0,{25^{x - 2}} > 0,{5^{x + 1}}\).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng kiến thức về giải bất phương trình chứa mũ để giải bất phương trình:

Bảng tổng kết về nghiệm của các bất phương trình:

Bất phương trình	\(b \le 0\)	\(b > 0\)
Bất phương trình	\(b \le 0\)	\(a > 1\)	\(0 < a < 1\)
\({a^x} > b\)	\(\forall x \in \mathbb{R}\)	\(x > {\log _a}b\)	\(x < {\log _a}b\)
\({a^x} \ge b\)	\(\forall x \in \mathbb{R}\)	\(x \ge {\log _a}b\)	\(x \le {\log _a}b\)
\({a^x} < b\)	Vô nghiệm	\(x < {\log _a}b\)	\(x > {\log _a}b\)
\({a^x} \le b\)	Vô nghiệm	\(x \le {\log _a}b\)	\(x \ge {\log _a}b\)

Chú ý:

+ Nếu \(a > 1\) thì \({a^{u\left( x \right)}} > {a^{v\left( x \right)}} \Leftrightarrow u\left( x \right) > v\left( x \right)\)

+ Nếu \(0 < a < 1\) thì \({a^{u\left( x \right)}} > {a^{v\left( x \right)}} \Leftrightarrow u\left( x \right) < v\left( x \right)\)

Lời giải chi tiết

a) \({4^x} < 2\sqrt 2 \) \( \Leftrightarrow {\left( {\sqrt 2 } \right)^{4x}} < {\left( {\sqrt 2 } \right)^3} \) \( \Leftrightarrow 4x < 3\left( {do\;\sqrt 2 > 1} \right) \) \( \Leftrightarrow x < \frac{3}{4}\)

Vậy bất phương trình có nghiệm \(x < \frac{3}{4}\).

b) \({\left( {\frac{1}{{\sqrt 3 }}} \right)^{x - 1}} \ge \frac{1}{9} \) \( \Leftrightarrow {\left( {\frac{1}{3}} \right)^{\frac{{x - 1}}{2}}} \ge {\left( {\frac{1}{3}} \right)^2} \) \( \Leftrightarrow \frac{{x - 1}}{2} \le 2\left( {do\,0 < \frac{1}{3} < 1} \right) \) \( \Leftrightarrow x - 1 \le 4 \) \( \Leftrightarrow x \le 5\)

Vậy bất phương trình có nghiệm \(x \le 5\).

c) \(5.{\left( {\frac{1}{2}} \right)^x} < 40 \) \( \Leftrightarrow {\left( {\frac{1}{2}} \right)^x} < 8 \) \( \Leftrightarrow {2^{ - x}} < {2^3} \) \( \Leftrightarrow - x < 3\left( {do\;2 > 1} \right) \) \( \Leftrightarrow x > - 3\)

Vậy bất phương trình có nghiệm \(x > - 3\).

d) \({4^{2x}} < {8^{x - 1}} \) \( \Leftrightarrow {2^{4x}} < {2^{3\left( {x - 1} \right)}} \) \( \Leftrightarrow 4x < 3x - 3\left( {do\;2 > 1} \right) \) \( \Leftrightarrow x < - 3\)

Vậy bất phương trình có nghiệm \(x < - 3\).

e) \({\left( {\frac{1}{5}} \right)^{2 - x}} \le {\left( {\frac{1}{{25}}} \right)^x} \) \( \Leftrightarrow {5^{x - 2}} \le {5^{ - 2x}} \) \( \Leftrightarrow x - 2 \le - 2x\left( {do\;5 > 1} \right) \) \( \Leftrightarrow 3x \le 2 \) \( \Leftrightarrow x \le \frac{2}{3}\)

Vậy bất phương trình có nghiệm \(x \le \frac{2}{3}\).

g) \(0,{25^{x - 2}} > 0,{5^{x + 1}} \) \( \Leftrightarrow 0,{5^{2x - 4}} > 0,{5^{x + 1}} \) \( \Leftrightarrow 2x - 4 < x + 1\left( {do\;0,5 < 1} \right) \) \( \Leftrightarrow x < 5\)

Vậy bất phương trình có nghiệm \(x < 5\).