Giải SGK Toán 11 Cánh diều Bài 3. Hàm số mũ. Hàm số lôgarit có đáp án

Số tiền doanh nghiệp đó có được (cả gốc và lãi) sau n năm là:

A = 1 000 000 000 . (1 + 6,2%)ⁿ.

Đây là một hàm số mũ.

Vậy số tiền doanh nghiệp đó có được (cả gốc và lãi) với số năm gửi ngân hàng gợi nên hàm số mũ trong toán học.

a) Số tiền doanh nghiệp đó có được:

⦁ Sau 1 năm là: 1 000 000 000 . (1 + 6,2%) = 1 062 000 000 đồng;

⦁ Sau 2 năm là: 1 062 000 000 . (1 + 6,2%) = 1 127 844 000 đồng;

⦁ Sau 3 năm là: 1 127 844 000 . (1 + 6,2%) = 1 197 770 328 đồng.

b) Dự đoán công thức tính số tiền doanh nghiệp đó có được sau n năm:

A = 1 000 000 000 . (1 + 6,2%)ⁿ.

Hai ví dụ là: y = 3^x; y = 5^x+1.

a) Xét hàm số y = 2^x.

Thay x = –1 vào hàm số trên ta được

Tương tự, thay lần lượt các giá trị x = 0; x = 1; x = 2; x = 3 vào hàm số ta được bảng sau:

b) Các điểm  được biểu diễn trên mặt phẳng tọa độ Oxy như Hình 1.

Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm (x; 2^x) với x ∈ ℝ và nối lại, ta được đồ thị hàm số y = 2^x (Hình 1).

c) Giao điểm của đồ thị hàm số y = 2^x với trục tung là B(0; 1) và đồ thị hàm số đó nằm ở phía trên trục hoành, đi lên kể từ trái sang phải.

d) Từ đồ thị hàm số, ta thấy:

• $\underset{x\to -\infty }{\text{lim}}{2}^x=0,\underset{x\to +\infty }{\text{lim}}{2}^x=+\infty .$

• Đồ thị hàm số y = 2^x đi lên kể từ trái sang phải nên hàm số y = 2^x đồng biến trên ℝ.

Bảng biến thiên của hàm số y = 2^x:

b) Các điểm $M\left(-3;8\right);N\left(-2;4\right);P\left(-1;2\right);Q\left(0;1\right);R\left(1;\frac{1}{2}\right)$ được biểu diễn trên mặt phẳng tọa độ Oxy như Hình 2.

Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm $\left(x;{\left(\frac{1}{2}\right)}^x\right)$ với x ∈ ℝ và nối lại, ta được đồ thị hàm số $y={\left(\frac{1}{2}\right)}^x$  (Hình 2).

c) Tọa độ giao điểm của đồ thị hàm số $y={\left(\frac{1}{2}\right)}^x$ với trục tung là Q(0; 1) và đồ thị hàm số $y={\left(\frac{1}{2}\right)}^x$  nằm ở phía trên trục hoành, đi xuống kể từ trái sang phải.

d) Từ đồ thị hàm số, ta thấy:

• $\underset{x\to -\infty }{\text{lim}}{\left(\frac{1}{2}\right)}^x=+\infty ,\underset{x\to +\infty }{\text{lim}}{\left(\frac{1}{2}\right)}^x=0;$

• Đồ thị hàm số $y={\left(\frac{1}{2}\right)}^x$ đi xuống kể từ trái sang phải nên hàm số $y={\left(\frac{1}{2}\right)}^x:$ nghịch biến trên ℝ.

Bảng biến thiên của hàm số $y={\left(\frac{1}{2}\right)}^x:$

Vì hàm số $y={\left(\frac{1}{3}\right)}^x$ có cơ số $\frac{1}{3}<1$ nên ta có bảng biến thiên như sau

Đồ thị của hàm số $y={\left(\frac{1}{3}\right)}^x$ là một đường cong liền nét đi qua các điểm $A\left(-2;9\right);B\left(-1;3\right);C\left(0;1\right);D\left(1;\frac{1}{3}\right)$ như hình vẽ:

Thay x = 1 vào hàm số y = log₃x ta được y = log₃1 = 0.

Tương tự, thay lần lượt các giá trị x = 1; x = 3; x = 9; x = 27 vào hàm số y = log₃x ta được bảng sau:

Hai ví về hàm số lôgarit: log₃x và log₇(x + 2).

a) Xét hàm số y = log₂x.

Thay x = 0,5 vào hàm số y = log₂x ta được y = log₂0,5 = y = log₂2⁻¹ = –1.

Tương tự, thay lần lượt các giá trị x = 1; x = 2; x = 4; x = 8 vào hàm số y = log₂x, ta được bảng sau:

b) Các điểm A(0,5; –1), B(1; 0), C(2; 1); D(4; 2) và E(8; 3) được biểu diễn trên mặt phẳng tọa độ Oxy như Hình 6.

Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm (x; log₂x) với x ∈ (0; +∞) và nối lại, ta được đồ thị hàm số y = log₂x (Hình 6).

c)Giao điểm đồ thị hàm số y = log₂x với trục hoànhlà B(1; 0) và đồ thị hàm số y = log₂xnằm ở phía biên phải trục tung, đi lên kể từ trái sang phải.

d) Từ đồ thị ta thấy:

• $\underset{x\to 0^{+}}{\lim }{\log }_{2}x=-\infty ,\underset{x\to +\infty }{\lim }{\log }_{2}x=+\infty$

• Đồ thị hàm số y = log₂xđi lên kể từ trái sang phải (với x ∈ (0; +∞)) nên hàm số y = log₂xđồng biến trên (0; +∞).

Bảng biến thiên của hàm số đó:

a) Xét hàm số $y={\log }_{\frac{1}{2}}x.$

Thay x = 0,5 vào hàm số $y={\log }_{\frac{1}{2}}x$ ta được $y={\log }_{\frac{1}{2}}0,5=1.$

Thay lần lượt các giá trị x = 1; x = 2; x = 4; x = 8 vào hàm số $y={\log }_{\frac{1}{2}}x$ ta được bảng sau:

b) Các điểm M(0,5; 1), N(1; 0), P(2; –1), Q(4; –2) và R(8; –3) được biểu diễn trên mặt phẳng tọa độ Oxy như Hình 7.

Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm $\left(x;{\log }_{\frac{1}{2}}x\right)$ với x ∈ (0; +∞) và nối lại, ta được đồ thị hàm số $y={\log }_{\frac{1}{2}}x$ (Hình 7).

c)Giao điểm đồ thị hàm số $y={\log }_{\frac{1}{2}}x$ với trục hoành là N(1; 0) và đồ thị hàm số $y={\log }_{\frac{1}{2}}x$ nằm ở phía bên phải trục tung, đi xuống kể từ trái sang phải.

d) Từ đồ thị hàm số, ta thấy:

• $\underset{x\to 0^{+}}{\lim }{\log }_{\frac{1}{2}}x=+\infty ,\underset{x\to +\infty }{\lim }{\log }_{\frac{1}{2}}x=-\infty ;$

• Đồ thị hàm số $y={\log }_{\frac{1}{2}}x$ đi xuống kể từ trái sang phải nên hàm số $y={\log }_{\frac{1}{2}}x$ nghịch biến trên (0; +∞).

Bảng biến thiên của hàm số đó:

Vì hàm số $y={\text{log}}_{\frac{1}{3}}x$ có cơ số $\frac{1}{3}<1$ nên ta có bảng biến thiên như sau:

Đồ thị của hàm số $y={\text{log}}_{\frac{1}{3}}x$ là một đường cong liền nét đi qua các điểm $A\left(\frac{1}{3};1\right),B\left(1;0\right),C\left(3;-1\right),D\left(9;-2\right)$ như hình vẽ:

a) Hàm số y = 12^x xác định với mọi x nên tập xác định D = ℝ.

b) Hàm số y = log₅(2x – 3) xác định khi 2x – 3 > 0 hay

Vậy tập xác định của hàm số trên là $D=\left(\frac{3}{2};+\infty \right)$

c) Hàm số $y={\text{log}}_{\frac{1}{5}}\left(-x^2+4\right)$ xác định khi –x² + 4 > 0, hay x² < 4 nên –2 < x < 2

Vậy tập xác định của hàm số trên là D = (–2; 2).

a) Hàm số $y={\left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)}^x$có tập xác định D = ℝ.

Do $0<\frac{\sqrt{3}}{2}<1$ nên hàm số $y={\left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)}^x$ nghịch biến ℝ.

a) Vì hàm số y = 4^x có cơ số 4 > 1 nên ta có bảng biến thiên như sau:

Đồ thị hàm số y = 4^x là đường thẳng đi qua các điểm $A\left(-1;\frac{1}{4}\right),B\left(0;1\right), C\left(\frac{1}{2};2\right),D\left(1;4\right),E\left(\frac{3}{2};8\right)$ như hình vẽ:

b) Vì hàm số $y={\text{log}}_{\frac{1}{4}}x$ có cơ số $\frac{1}{4}<1$ nên ta có bảng biến thiên như sau:

Đồ thị hàm số $y={\text{log}}_{\frac{1}{4}}x$ là đường thẳng đi qua các điểm $M\left(\frac{1}{4};1\right),N\left(1;0\right), P\left(2;\frac{-1}{2}\right), Q\left(4;-1\right),R\left(8;-\frac{3}{2}\right)$như hình vẽ:

Ta có: S = A . e^rt

Trong đó:

⦁S là dân số của Việt Nam năm 2030 (cần dự đoán);

⦁A là dân số của Việt Nam năm 2021, A = 98564407 người;

⦁r là tỉ lệ tăng dân số hàng năm, r = 0,93%;

⦁t là số năm từ năm 2021 đến năm 2030, tức là t = 2030 – 2021 = 9 năm.

Thay các giá trị vào công thức, ta có:

S = 98 564 407 . e^0,93%.9 = 98 564 407 . e^0,0837 ≈ 107 169 341 (người).

Vậy dự đoán dân số Việt Nam năm 2030 là khoảng 107 169 341 người.

Để tính số đơn vị kiến thức học sinh đã học được sau một số ngày nhất định, ta chỉ cần thay giá trị của t vào công thức f(t) = c(1 – e^–kt) với c = 25 và k = 0,2.

Lúc này ta có f(t) = 25(1 – e^−0,2t).

⦁Số đơn vị kiến thức học sinh đã học được sau 2 ngày:

Thay t = 2 vào công thức f(t) = 25(1 – e^−0,2t) ta có:

f(2) = 25(1 – e^–0,2.2) ≈ 8 (đơn vị kiến thức).

⦁Số đơn vị kiến thức học sinh đã học được sau 8 ngày:

Thay t = 8 vào công thức f(t) = 25(1 – e^−0,2t) ta có:

f(8) = 25(1 – e^–0,2.8) ≈ 20 (đơn vị kiến thức).

Mẫu 1:

pH = – log[H⁺] = –log(8 . 10^–7) = – (log8 + log10^–7)

      = – log8 – log10^–7= – log8 + 7log10

      = – log2³ + 7 = – 3log2 + 7.

Mẫu 2:

pH = – log[H⁺] = –log(2 . 10^–9) = – (log2 – log10^–9)

      = – log2 – log10^–9= – log2 + 9log10

      = – log2 + 9.

Vì 3log2 > log2 nên – 3log2 < – log2

Suy ra – 3log2 + 7 < – log2 + 7

Hay – 3log2 + 7 < – log2 + 9

Do đó độ pH của mẫu 1nhỏ hơn độ pH của mẫu 2.

Để cô Yên có thể rút ra số tiền 15 triệu đồng từ tài khoản tiết kiện đó thì x = 15.

Khi đó ta có $y={\text{log}}_{1,06}\left(\frac{x}{10}\right)={\log }_{1,06}\frac{15}{10}\approx 7$

Vậy sau ít nhất 7 năm thì cô Yên có thể rút ra được số tiền 15 triệu đồng từ tài khoản tiết kiệm đó.