Câu 1:
Để xác định đẳng thức nào sai, chúng ta sẽ kiểm tra từng đẳng thức theo các quy tắc về lũy thừa.
A. $\frac{a^\alpha}{a^\beta} = a^{\alpha + \beta}$
Theo quy tắc chia lũy thừa cùng cơ số:
\[ \frac{a^\alpha}{a^\beta} = a^{\alpha - \beta} \]
Do đó, đẳng thức này sai vì nó viết là $a^{\alpha + \beta}$ thay vì $a^{\alpha - \beta}$.
B. $a^\alpha \cdot a^\beta = a^{\alpha + \beta}$
Theo quy tắc nhân lũy thừa cùng cơ số:
\[ a^\alpha \cdot a^\beta = a^{\alpha + \beta} \]
Đẳng thức này đúng.
C. $\frac{a^\alpha}{b^\beta} = \left(\frac{a}{b}\right)^{\alpha - \beta}$
Theo quy tắc chia lũy thừa khác cơ số:
\[ \frac{a^\alpha}{b^\beta} = \left(\frac{a}{b}\right)^\alpha \cdot b^{-\beta} \]
Đẳng thức này không đúng vì nó không tuân theo quy tắc chia lũy thừa khác cơ số.
D. $a^\alpha \cdot b^\beta = (ab)^\alpha$
Theo quy tắc nhân lũy thừa khác cơ số:
\[ a^\alpha \cdot b^\beta = (ab)^\alpha \text{ nếu } \beta = \alpha \]
Đẳng thức này không đúng trong trường hợp tổng quát vì $\beta$ không nhất thiết phải bằng $\alpha$.
Từ đó, chúng ta thấy rằng đẳng thức A là sai.
Đáp án: A. $\frac{a^\alpha}{a^\beta} = a^{\alpha + \beta}$
Câu 2:
Để rút gọn biểu thức \( P = x^{\frac{1}{2}} \sqrt[5]{x} \), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
Bước 1: Viết lại căn bậc năm dưới dạng lũy thừa:
\[ \sqrt[5]{x} = x^{\frac{1}{5}} \]
Bước 2: Thay vào biểu thức ban đầu:
\[ P = x^{\frac{1}{2}} \cdot x^{\frac{1}{5}} \]
Bước 3: Áp dụng quy tắc nhân hai lũy thừa cùng cơ số:
\[ x^{\frac{1}{2}} \cdot x^{\frac{1}{5}} = x^{\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{5}\right)} \]
Bước 4: Tính tổng của hai phân số:
\[ \frac{1}{2} + \frac{1}{5} = \frac{5}{10} + \frac{2}{10} = \frac{7}{10} \]
Bước 5: Kết luận:
\[ P = x^{\frac{7}{10}} \]
Vậy đáp án đúng là:
D. \( x^{\frac{17}{10}} \)
Tuy nhiên, theo các bước trên, đáp án đúng là:
C. \( x^{\frac{7}{10}} \)
Đáp án: C. \( x^{\frac{7}{10}} \)
Câu 3:
Để xác định hàm số $y = \log_{\frac{1}{2}} x$ có đồ thị là đường cong nào trong các đường cong $(C_1), (C_2), (C_3),$ và $(C_4)$, ta cần dựa vào các tính chất của hàm số lôgarit cơ số $\frac{1}{2}$.
1. Tính chất của hàm số lôgarit cơ số $\frac{1}{2}$:
- Hàm số $y = \log_{\frac{1}{2}} x$ là hàm giảm vì cơ số $\frac{1}{2} < 1$.
- Đồ thị của hàm số này đi qua điểm $(1, 0)$ vì $\log_{\frac{1}{2}} 1 = 0$.
- Khi $x \to 0^+$, $y \to +\infty$.
- Khi $x \to +\infty$, $y \to -\infty$.
2. Phân tích các đường cong:
- Đường cong $(C_1)$: Đi qua điểm $(1, 0)$, giảm từ trái sang phải, khi $x \to 0^+$ thì $y \to +\infty$, khi $x \to +\infty$ thì $y \to -\infty$. Điều này phù hợp với tính chất của hàm số $y = \log_{\frac{1}{2}} x$.
- Đường cong $(C_2)$: Đi qua điểm $(1, 0)$, tăng từ trái sang phải, khi $x \to 0^+$ thì $y \to -\infty$, khi $x \to +\infty$ thì $y \to +\infty$. Điều này không phù hợp với tính chất của hàm số $y = \log_{\frac{1}{2}} x$.
- Đường cong $(C_3)$: Đi qua điểm $(1, 0)$, tăng từ trái sang phải, khi $x \to 0^+$ thì $y \to -\infty$, khi $x \to +\infty$ thì $y \to +\infty$. Điều này không phù hợp với tính chất của hàm số $y = \log_{\frac{1}{2}} x$.
- Đường cong $(C_4)$: Đi qua điểm $(1, 0)$, giảm từ trái sang phải, khi $x \to 0^+$ thì $y \to -\infty$, khi $x \to +\infty$ thì $y \to +\infty$. Điều này không phù hợp với tính chất của hàm số $y = \log_{\frac{1}{2}} x$.
3. Kết luận:
- Đường cong $(C_1)$ là đường cong duy nhất thỏa mãn tất cả các tính chất của hàm số $y = \log_{\frac{1}{2}} x$.
Vậy đáp án đúng là:
D. $(C_1)$
Câu 4:
Để giải phương trình $3^{x+1} = 3^{100}$, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: So sánh hai vế của phương trình.
- Ta thấy rằng cả hai vế đều có cơ số là 3, do đó ta có thể so sánh các mũ của chúng.
Bước 2: Xác định điều kiện để hai lũy thừa bằng nhau.
- Nếu hai lũy thừa có cùng cơ số và bằng nhau thì các mũ của chúng cũng phải bằng nhau. Do đó, ta có:
\[ x + 1 = 100 \]
Bước 3: Giải phương trình $x + 1 = 100$.
- Ta trừ 1 từ cả hai vế của phương trình:
\[ x = 100 - 1 \]
\[ x = 99 \]
Vậy nghiệm của phương trình $3^{x+1} = 3^{100}$ là $x = 99$.
Đáp án đúng là: D. 99.
Câu 5:
Để tính đạo hàm của hàm số \( y = 9^x \), ta sử dụng công thức đạo hàm của hàm mũ \( a^x \):
\[ \left( a^x \right)' = a^x \ln(a) \]
Trong đó, \( a \) là hằng số dương khác 1 và \( \ln(a) \) là lôgarit tự nhiên của \( a \).
Áp dụng công thức này vào hàm số \( y = 9^x \):
\[ y' = (9^x)' = 9^x \ln(9) \]
Vậy đáp án đúng là:
C. \( y' = 9^x \ln(9) \)
Đáp án: C. \( y' = 9^x \ln(9) \)
Câu 6:
Để tính đạo hàm của hàm số \( y = \frac{6x^2 - 7x + 1}{4x - 2} \), ta sẽ sử dụng công thức đạo hàm của thương hai hàm số.
Công thức đạo hàm của thương hai hàm số \( y = \frac{u}{v} \) là:
\[ y' = \frac{u'v - uv'}{v^2} \]
Trong đó:
- \( u = 6x^2 - 7x + 1 \)
- \( v = 4x - 2 \)
Bước 1: Tính đạo hàm của \( u \) và \( v \):
\[ u' = \frac{d}{dx}(6x^2 - 7x + 1) = 12x - 7 \]
\[ v' = \frac{d}{dx}(4x - 2) = 4 \]
Bước 2: Áp dụng công thức đạo hàm của thương hai hàm số:
\[ y' = \frac{(12x - 7)(4x - 2) - (6x^2 - 7x + 1) \cdot 4}{(4x - 2)^2} \]
Bước 3: Thực hiện phép nhân và trừ trong tử số:
\[ (12x - 7)(4x - 2) = 12x \cdot 4x + 12x \cdot (-2) - 7 \cdot 4x - 7 \cdot (-2) \]
\[ = 48x^2 - 24x - 28x + 14 \]
\[ = 48x^2 - 52x + 14 \]
\[ (6x^2 - 7x + 1) \cdot 4 = 24x^2 - 28x + 4 \]
\[ (12x - 7)(4x - 2) - (6x^2 - 7x + 1) \cdot 4 = 48x^2 - 52x + 14 - (24x^2 - 28x + 4) \]
\[ = 48x^2 - 52x + 14 - 24x^2 + 28x - 4 \]
\[ = 24x^2 - 24x + 10 \]
Bước 4: Viết kết quả cuối cùng:
\[ y' = \frac{24x^2 - 24x + 10}{(4x - 2)^2} \]
Vậy đáp án đúng là:
D. \( y' = \frac{24x^2 - 24x + 10}{(4x - 2)^2} \)
Câu 7.
Để giải phương trình $4^{4x-15} = 1024$, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xác định cơ sở chung
Ta nhận thấy rằng cả hai vế đều có thể viết dưới dạng lũy thừa của cơ số 2:
\[ 4 = 2^2 \]
\[ 1024 = 2^{10} \]
Bước 2: Viết lại phương trình với cùng cơ số
\[ 4^{4x-15} = (2^2)^{4x-15} = 2^{2(4x-15)} \]
\[ 1024 = 2^{10} \]
Bước 3: So sánh các mũ lũy thừa
Do cơ số giống nhau, ta so sánh các mũ lũy thừa:
\[ 2(4x - 15) = 10 \]
Bước 4: Giải phương trình
\[ 2(4x - 15) = 10 \]
\[ 4x - 15 = 5 \]
\[ 4x = 20 \]
\[ x = 5 \]
Vậy nghiệm của phương trình là \( x = 5 \).
Đáp án đúng là: C. 5