🛠️ Công cụ

Bài 20: Hàm số mũ và lôgarit

Lý thuyết chi tiết và bài tập có lời giải Bài 20: Hàm số mũ và lôgarit — SGK Toán 11 Kết nối tri thức.

📖 Lý thuyết✍️ Dạng toán & bài tập🎯 Trắc nghiệm

I. Hàm số mũ

📌 Định nghĩa & Tính chất của Hàm số mũ $y = a^x$ ($a > 0, a \ne 1$)
  • Tập xác định: $D = \mathbb{R}$.
  • Tập giá trị: $T = (0; +\infty)$.
  • Tính đơn điệu:
    • Nếu $a > 1$: Hàm số đồng biến trên $\mathbb{R}$.
    • Nếu $0 < a < 1$: Hàm số nghịch biến trên $\mathbb{R}$.
  • Đồ thị: Đi qua $(0; 1)$, nằm phía trên trục $Ox$ (tiệm cận ngang là trục $Ox$).

II. Hàm số lôgarit

📌 Định nghĩa & Tính chất của Hàm số lôgarit $y = \log_a x$ ($a > 0, a \ne 1$)
  • Tập xác định: $D = (0; +\infty)$.
  • Tập giá trị: $T = \mathbb{R}$.
  • Tính đơn điệu:
    • Nếu $a > 1$: Hàm số đồng biến trên $(0; +\infty)$.
    • Nếu $0 < a < 1$: Hàm số nghịch biến trên $(0; +\infty)$.
  • Đồ thị: Đi qua $(1; 0)$, nằm phía bên phải trục $Oy$ (tiệm cận đứng là trục $Oy$).

🔷 Dạng 1: Tìm tập xác định của hàm số

📌 Phương pháp giải
  • Hàm số $y = a^{u(x)}$ xác định khi $u(x)$ xác định.
  • Hàm số $y = \log_a [u(x)]$ xác định khi $\begin{cases} u(x) \text{ xác định} \\ u(x) > 0 \end{cases}$.
🔍 Ví dụ 1

Tìm tập xác định của hàm số $y = \log_3 (x^2 - 4x + 3)$.

💡 Xem lời giải

Hàm số xác định khi $x^2 - 4x + 3 > 0$.

Giải bất phương trình $x^2 - 4x + 3 > 0 \Leftrightarrow x < 1$ hoặc $x > 3$.

Vậy tập xác định $D = (-\infty; 1) \cup (3; +\infty)$.

🔍 Ví dụ 2

Tìm tập xác định của hàm số $y = \ln \left(\dfrac{x + 2}{1 - x}\right)$.

💡 Xem lời giải

Hàm số xác định khi $\dfrac{x + 2}{1 - x} > 0 \Leftrightarrow (x + 2)(1 - x) > 0 \Leftrightarrow -2 < x < 1$.

Vậy $D = (-2; 1)$.

📝 Thực hành — Dạng 1

✏️ Bài tập 1.1

Tìm tập xác định của $y = 2^{\sqrt{x-1}}$.

💡 Xem lời giải

ĐK căn thức: $x - 1 \ge 0 \Leftrightarrow x \ge 1 \Rightarrow D = [1; +\infty)$.

✏️ Bài tập 1.2

Tìm tập xác định của $y = \log_2 (5 - x)$.

💡 Xem lời giải

$5 - x > 0 \Leftrightarrow x < 5 \Rightarrow D = (-\infty; 5)$.


🔷 Dạng 2: Xét chiều biến thiên & Đồ thị

📌 Phương pháp giải
  • Nhìn cơ số $a$:
    • $a > 1$: Đồng biến.
    • $0 < a < 1$: Nghịch biến.
🔍 Ví dụ 1

Xét chiều biến thiên của các hàm số: $y = 3^x$, $y = \left(\dfrac{1}{2}\right)^x$, $y = \log_2 x$, $y = \log_{0.3} x$.

💡 Xem lời giải

• $y = 3^x$: Cơ số $3 > 1 \Rightarrow$ Đồng biến trên $\mathbb{R}$.

• $y = (1/2)^x$: Cơ số $1/2 < 1 \Rightarrow$ Nghịch biến trên $\mathbb{R}$.

• $y = \log_2 x$: Cơ số $2 > 1 \Rightarrow$ Đồng biến trên $(0; +\infty)$.

• $y = \log_{0.3} x$: Cơ số $0.3 < 1 \Rightarrow$ Nghịch biến trên $(0; +\infty)$.

🔍 Ví dụ 2

Đồ thị hàm số $y = \log_2 x$ có tiệm cận là đường thẳng nào?

💡 Xem lời giải

Có tiệm cận đứng là trục tung $Oy$ (đường thẳng $x = 0$).

📝 Thực hành — Dạng 2

✏️ Bài tập 2.1

Hàm số $y = (e)^x$ đồng biến hay nghịch biến trên $\mathbb{R}$?

💡 Xem lời giải

Cơ số $e \approx 2.718 > 1 \Rightarrow$ Đồng biến trên $\mathbb{R}$.

✏️ Bài tập 2.2

Đồ thị hàm số $y = 5^x$ cắt trục tung tại điểm nào?

💡 Xem lời giải

Thay $x = 0 \Rightarrow y = 5^0 = 1 \Rightarrow$ Cắt $Oy$ tại $(0; 1)$.


🔷 Dạng 3: Tìm GTLN - GTNN trên một đoạn

📌 Phương pháp giải
  1. Nếu hàm số luôn đơn điệu trên $[a; b]$:
    • Đồng biến: $\min = f(a), \max = f(b)$.
    • Nghịch biến: $\min = f(b), \max = f(a)$.
🔍 Ví dụ 1

Tìm GTLN và GTNN của hàm số $y = 2^x$ trên đoạn $[-1; 2]$.

💡 Xem lời giải

• Vì $a = 2 > 1$ nên hàm số $y = 2^x$ đồng biến trên đoạn $[-1; 2]$.

• $\min_{[-1; 2]} y = y(-1) = 2^{-1} = \dfrac{1}{2}$.

• $\max_{[-1; 2]} y = y(2) = 2^2 = 4$.

🔍 Ví dụ 2

Tìm GTLN và GTNN của hàm số $y = \log_2 x$ trên đoạn $[1; 8]$.

💡 Xem lời giải

• Vì cơ số $2 > 1$ nên hàm đồng biến trên $[1; 8]$.

• $\min y = y(1) = \log_2 1 = 0$.

• $\max y = y(8) = \log_2 8 = 3$.

📝 Thực hành — Dạng 3

✏️ Bài tập 3.1

Tìm GTLN của $y = (0.5)^x$ trên đoạn $[-2; 1]$.

💡 Xem lời giải

Hàm nghịch biến $\Rightarrow \max y = y(-2) = (0.5)^{-2} = 4$.

✏️ Bài tập 3.2

Tìm GTNN của $y = \log_{\frac{1}{3}} x$ trên đoạn $[1; 9]$.

💡 Xem lời giải

Hàm nghịch biến $\Rightarrow \min y = y(9) = \log_{1/3} 9 = -2$.


🔷 Dạng 4: Bài toán ứng dụng thực tế

📌 Phương pháp giải

Áp dụng các công thức độ pH $= -\lg[H^+]$, độ Richter động đất $M = \lg \dfrac{A}{A_0}$, cường độ âm $L = 10 \lg \dfrac{I}{I_0}$.

🔍 Ví dụ 1

Tính độ pH của một dung dịch có nồng độ $H^+$ là $10^{-4} \text{ mol/L}$.

💡 Xem lời giải

$\text{pH} = -\lg[H^+] = -\lg(10^{-4}) = -(-4) = 4$.

🔍 Ví dụ 2

Nếu nồng độ $[H^+]$ tăng lên 100 lần thì độ pH giảm đi bao nhiêu đơn vị?

💡 Xem lời giải

$\text{pH}' = -\lg(100 [H^+]) = -(\lg 100 + \lg[H^+]) = -2 + \text{pH}$.

Vậy độ pH giảm đi 2 đơn vị.

📝 Thực hành — Dạng 4

✏️ Bài tập 4.1

Cường độ âm $L(dB) = 10 \lg \dfrac{I}{I_0}$. Nếu $I = 100 I_0$ thì $L$ bằng bao nhiêu dB?

💡 Xem lời giải

$L = 10 \lg 100 = 10 \times 2 = 20 \text{ dB}$.

✏️ Bài tập 4.2

Một trận động đất có biên độ $A = 1000 A_0$. Tính độ Richter của trận động đất đó.

💡 Xem lời giải

$M = \lg 1000 = 3$ độ Richter.


📝 Bài tập tự luận — Tổng hợp

📝 Bài tập tự luận tổng hợp Hàm số mũ và lôgarit (10 bài)

Bài 1. Tìm tập xác định của $y = \log_5 (2x - 6)$.

💡 Xem lời giải

$2x - 6 > 0 \Leftrightarrow x > 3 \Rightarrow D = (3; +\infty)$.

Bài 2. Tìm tập xác định của $y = \ln (x^2 - 1)$.

💡 Xem lời giải

$x^2 - 1 > 0 \Rightarrow D = (-\infty; -1) \cup (1; +\infty)$.

Bài 3. Xét chiều biến thiên của hàm số $y = (0.8)^x$.

💡 Xem lời giải

Cơ số $0.8 < 1 \Rightarrow$ Hàm số nghịch biến trên $\mathbb{R}$.

Bài 4. Xét chiều biến thiên của $y = \log_{\sqrt{2}} x$.

💡 Xem lời giải

Cơ số $\sqrt{2} > 1 \Rightarrow$ Đồng biến trên $(0; +\infty)$.

Bài 5. Tìm GTLN của $y = 3^x$ trên $[-2; 1]$.

💡 Xem lời giải

$\max y = y(1) = 3$.

Bài 6. Tìm GTNN của $y = \log_3 x$ trên $[1; 27]$.

💡 Xem lời giải

$\min y = y(1) = \log_3 1 = 0$.

Bài 7. Đồ thị hàm số $y = \log_a x$ luôn đi qua điểm cố định nào?

💡 Xem lời giải

Điểm $(1; 0)$.

Bài 8. Đồ thị hàm số $y = a^x$ luôn đi qua điểm cố định nào?

💡 Xem lời giải

Điểm $(0; 1)$.

Bài 9. Tìm tập xác định của $y = \log_3 (x^2 + 1)$.

💡 Xem lời giải

Do $x^2 + 1 > 0$ với mọi $x \Rightarrow D = \mathbb{R}$.

Bài 10. Hai đồ thị $y = 2^x$ và $y = \left(\dfrac{1}{2}\right)^x$ đối xứng với nhau qua trục nào?

💡 Xem lời giải

Đối xứng với nhau qua trục tung $Oy$.


🎯 Bài tập trắc nghiệm tự luyện

Làm các câu hỏi sau để củng cố toàn bộ kiến thức về Hàm số mũ và lôgarit. Hệ thống sẽ hiển thị kết quả và lời giải chi tiết ngay khi bạn trả lời.

Câu 1:🎲 Câu hỏi động
Tập xác định của hàm số mũ $y = 4^x$ là:
Câu 2:🎲 Câu hỏi động
Tập xác định của hàm số logarit $y = \log_{5} x$ là:
Câu 3:🎲 Câu hỏi động
Tập giá trị của hàm số mũ $y = a^x$ ($a > 0, a \ne 1$) là:
Câu 4:🎲 Câu hỏi động
Hàm số mũ $y = a^x$ đồng biến trên $\mathbb{R}$ khi cơ số $a$ thỏa mãn:
Câu 5:🎲 Câu hỏi động
Hàm số logarit $y = \log_a x$ nghịch biến trên $(0; +\infty)$ khi cơ số $a$ thỏa mãn:
Câu 6:🎲 Câu hỏi động
Đạo hàm của hàm số $y = e^x$ là:
Câu 7:🎲 Câu hỏi động
Đạo hàm của hàm số $y = \ln x$ ($x > 0$) là:
Câu 8:🎲 Câu hỏi động
Đồ thị của hai hàm số $y = a^x$ và $y = \log_a x$ đối xứng với nhau qua đường thẳng nào?
Câu 9:🎲 Câu hỏi động
Tập xác định của hàm số $y = \log_2 (x - 5)$ là:
Câu 10:🎲 Câu hỏi động
Đạo hàm của hàm số $y = 2^x$ là:
🎯

Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm Hàm số mũ và lôgarit

Hàng trăm câu hỏi ngẫu nhiên từ ngân hàng đề — kiểm tra và tự đánh giá năng lực ngay!

🚀 Làm bài trắc nghiệm →
Miễn phí · Mở trong tab mới