Câu 25.
Phương trình $\log_1 x = 3$ không có nghiệm vì cơ số của logarit không thể là 1.
Do đó, phương trình này vô nghiệm.
Đáp án: Phương trình vô nghiệm.
Câu 26.
Để giải phương trình $\log_2(x^2-1)=3$, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ):
- Đối với phương trình $\log_2(x^2-1)$, ta cần đảm bảo rằng $x^2 - 1 > 0$. Điều này dẫn đến:
\[
x^2 - 1 > 0 \implies (x - 1)(x + 1) > 0
\]
Giải bất phương trình này, ta có:
\[
x < -1 \quad \text{hoặc} \quad x > 1
\]
2. Giải phương trình logarit:
- Phương trình $\log_2(x^2-1)=3$ có thể viết lại dưới dạng:
\[
x^2 - 1 = 2^3
\]
\[
x^2 - 1 = 8
\]
\[
x^2 = 9
\]
\[
x = \pm 3
\]
3. Kiểm tra điều kiện xác định:
- Ta kiểm tra các giá trị $x = 3$ và $x = -3$ với điều kiện $x < -1$ hoặc $x > 1$:
- Với $x = 3$: $3 > 1$ (thỏa mãn ĐKXĐ)
- Với $x = -3$: $-3 < -1$ (thỏa mãn ĐKXĐ)
Vậy tập nghiệm của phương trình là $\{-3; 3\}$.
Đáp án: C. $\{-3; 3\}$.
Câu 27.
Để giải phương trình $\log_3(2x-1)=\log_3(x-1)$, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ):
- Đối với $\log_3(2x-1)$, ta có điều kiện: $2x - 1 > 0 \Rightarrow x > \frac{1}{2}$
- Đối với $\log_3(x-1)$, ta có điều kiện: $x - 1 > 0 \Rightarrow x > 1$
Kết hợp hai điều kiện trên, ta có ĐKXĐ chung là: $x > 1$
2. Giải phương trình:
- Vì hai biểu thức logarit có cùng cơ số và bằng nhau, nên ta có:
\[
2x - 1 = x - 1
\]
- Giải phương trình này:
\[
2x - 1 = x - 1 \\
2x - x = -1 + 1 \\
x = 0
\]
3. Kiểm tra điều kiện xác định:
- Ta thấy rằng $x = 0$ không thỏa mãn điều kiện $x > 1$. Do đó, phương trình vô nghiệm.
Vậy tập nghiệm của phương trình là $S = \emptyset$.
Đáp án đúng là: $A.~S=\emptyset$
Câu 28.
Để giải phương trình $\log_3(x+1) + \log_3(7-x) = 0$, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ)
- Đối với $\log_3(x+1)$, ta có điều kiện $x + 1 > 0 \Rightarrow x > -1$.
- Đối với $\log_3(7-x)$, ta có điều kiện $7 - x > 0 \Rightarrow x < 7$.
Vậy ĐKXĐ của phương trình là $-1 < x < 7$.
Bước 2: Giải phương trình
Ta sử dụng tính chất của lôgarit để biến đổi phương trình:
\[
\log_3(x+1) + \log_3(7-x) = 0
\]
Áp dụng công thức $\log_a(b) + \log_a(c) = \log_a(bc)$, ta có:
\[
\log_3((x+1)(7-x)) = 0
\]
Biến đổi phương trình này thành dạng tương đương:
\[
(x+1)(7-x) = 3^0
\]
\[
(x+1)(7-x) = 1
\]
Bước 3: Giải phương trình bậc hai
Phát triển và sắp xếp lại phương trình:
\[
(x+1)(7-x) = 1
\]
\[
7x - x^2 + 7 - x = 1
\]
\[
-x^2 + 6x + 6 = 0
\]
Nhân cả hai vế với -1 để dễ dàng hơn:
\[
x^2 - 6x - 6 = 0
\]
Giải phương trình bậc hai này bằng công thức nghiệm:
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
Ở đây, $a = 1$, $b = -6$, $c = -6$. Thay vào công thức:
\[
x = \frac{6 \pm \sqrt{(-6)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-6)}}{2 \cdot 1}
\]
\[
x = \frac{6 \pm \sqrt{36 + 24}}{2}
\]
\[
x = \frac{6 \pm \sqrt{60}}{2}
\]
\[
x = \frac{6 \pm 2\sqrt{15}}{2}
\]
\[
x = 3 \pm \sqrt{15}
\]
Bước 4: Kiểm tra điều kiện xác định
- $x = 3 + \sqrt{15}$: Ta kiểm tra $-1 < 3 + \sqrt{15} < 7$. Vì $\sqrt{15} \approx 3.87$, nên $3 + \sqrt{15} \approx 6.87$, thỏa mãn điều kiện $-1 < x < 7$.
- $x = 3 - \sqrt{15}$: Ta kiểm tra $-1 < 3 - \sqrt{15} < 7$. Vì $\sqrt{15} \approx 3.87$, nên $3 - \sqrt{15} \approx -0.87$, không thỏa mãn điều kiện $-1 < x < 7$.
Vậy nghiệm duy nhất của phương trình là $x = 3 + \sqrt{15}$.
Kết luận:
Tập nghiệm của phương trình là $S = \{3 + \sqrt{15}\}$.
Do đó, đáp án đúng là:
\[ \boxed{S = \{3 + \sqrt{15}\}} \]
Câu 29.
Để giải phương trình $\log_3(3^x + 2) = x + 1$, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ):
Ta cần đảm bảo rằng biểu thức trong logarit dương:
\[
3^x + 2 > 0
\]
Điều này luôn đúng vì $3^x$ luôn dương và cộng thêm 2 sẽ vẫn dương. Do đó, ĐKXĐ là tất cả các số thực.
2. Chuyển đổi phương trình về dạng tương đương:
Ta có:
\[
\log_3(3^x + 2) = x + 1
\]
Điều này có nghĩa là:
\[
3^x + 2 = 3^{x+1}
\]
3. Giải phương trình:
Ta viết lại phương trình:
\[
3^x + 2 = 3 \cdot 3^x
\]
Chuyển vế để nhóm các hạng tử liên quan đến $3^x$ về một bên:
\[
3^x + 2 - 3 \cdot 3^x = 0
\]
\[
2 - 2 \cdot 3^x = 0
\]
\[
2 = 2 \cdot 3^x
\]
Chia cả hai vế cho 2:
\[
1 = 3^x
\]
Từ đây suy ra:
\[
x = 0
\]
4. Kiểm tra nghiệm:
Thay $x = 0$ vào phương trình ban đầu:
\[
\log_3(3^0 + 2) = 0 + 1
\]
\[
\log_3(1 + 2) = 1
\]
\[
\log_3(3) = 1
\]
Điều này đúng, do đó $x = 0$ là nghiệm của phương trình.
Kết luận: Phương trình $\log_3(3^x + 2) = x + 1$ có duy nhất một nghiệm là $x = 0$.
Đáp án: A. 1.
Câu 30.
Để giải phương trình $3^{r+1} = 27$, ta thực hiện các bước sau:
1. Viết lại phương trình với cùng cơ số:
Ta nhận thấy rằng $27$ có thể viết dưới dạng lũy thừa của $3$. Cụ thể:
\[
27 = 3^3
\]
Do đó, phương trình trở thành:
\[
3^{r+1} = 3^3
\]
2. So sánh các mũ số:
Vì hai vế đều có cùng cơ số là $3$, nên ta có thể so sánh các mũ số:
\[
r + 1 = 3
\]
3. Giải phương trình để tìm giá trị của \( r \):
\[
r + 1 = 3 \\
r = 3 - 1 \\
r = 2
\]
Vậy nghiệm của phương trình $3^{r+1} = 27$ là $r = 2$.
Do đó, đáp án đúng là:
\[
\boxed{D.~r=2}
\]
Câu 31.
Để giải phương trình \( S^{n^2} - 1 = 0 \), ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ):
- Phương trình \( S^{n^2} - 1 = 0 \) có nghĩa là \( S^{n^2} = 1 \).
- Ta cần tìm các giá trị của \( S \) sao cho \( S^{n^2} = 1 \).
2. Xét các trường hợp:
- \( S = 1 \): Khi đó \( 1^{n^2} = 1 \) luôn đúng với mọi \( n \).
- \( S = -1 \): Khi đó \( (-1)^{n^2} = 1 \) nếu \( n^2 \) là số chẵn (vì lũy thừa của -1 với số mũ chẵn bằng 1).
- \( S = 0 \): Khi đó \( 0^{n^2} = 0 \neq 1 \), nên \( S = 0 \) không thỏa mãn.
- \( S = 2 \): Khi đó \( 2^{n^2} \neq 1 \) trừ khi \( n = 0 \), nhưng \( n = 0 \) không phải là số tự nhiên dương, nên \( S = 2 \) không thỏa mãn.
- \( S = 3 \): Khi đó \( 3^{n^2} \neq 1 \) trừ khi \( n = 0 \), nhưng \( n = 0 \) không phải là số tự nhiên dương, nên \( S = 3 \) không thỏa mãn.
- \( S = -2 \): Khi đó \( (-2)^{n^2} \neq 1 \) trừ khi \( n = 0 \), nhưng \( n = 0 \) không phải là số tự nhiên dương, nên \( S = -2 \) không thỏa mãn.
3. Kết luận:
- Từ các trường hợp trên, ta thấy rằng \( S = 1 \) và \( S = -1 \) (khi \( n^2 \) là số chẵn) là các giá trị thỏa mãn phương trình \( S^{n^2} = 1 \).
Tuy nhiên, trong các đáp án đã cho, chỉ có \( S = 1 \) là nằm trong các lựa chọn. Do đó, đáp án đúng là:
\[ A.~S=\{1\}. \]
Đáp án: \( A.~S=\{1\}. \)
Câu 32.
Để giải phương trình $2^{P_{-2x+1}} = 8$, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ)
- Phương trình đã cho là $2^{P_{-2x+1}} = 8$. Ta cần tìm giá trị của $P_{-2x+1}$ sao cho $2^{P_{-2x+1}} = 8$.
Bước 2: Biến đổi phương trình
- Ta biết rằng $8 = 2^3$. Do đó, phương trình trở thành:
\[ 2^{P_{-2x+1}} = 2^3 \]
Bước 3: So sánh các mũ
- Vì hai lũy thừa cùng cơ số nên ta có thể so sánh các mũ:
\[ P_{-2x+1} = 3 \]
Bước 4: Giải phương trình $P_{-2x+1} = 3$
- Ta có phương trình $-2x + 1 = 3$.
- Giải phương trình này:
\[ -2x + 1 = 3 \]
\[ -2x = 3 - 1 \]
\[ -2x = 2 \]
\[ x = \frac{2}{-2} \]
\[ x = -1 \]
Bước 5: Kiểm tra nghiệm
- Thay $x = -1$ vào phương trình ban đầu để kiểm tra:
\[ 2^{P_{-2(-1)+1}} = 2^{P_{2+1}} = 2^{P_3} = 2^3 = 8 \]
- Kết quả đúng, vậy $x = -1$ là nghiệm của phương trình.
Bước 6: Tính tổng các nghiệm
- Phương trình chỉ có một nghiệm duy nhất là $x = -1$. Do đó, tổng các nghiệm là:
\[ -1 \]
Vậy đáp án đúng là B. -2.
Đáp án: B. -2.
Câu 33.
Để giải phương trình $3^{x-2} = \frac{1}{9}$, ta thực hiện các bước sau:
1. Viết lại phương trình với cùng cơ số:
Ta nhận thấy rằng $\frac{1}{9}$ có thể viết dưới dạng lũy thừa cơ số 3:
\[
\frac{1}{9} = 3^{-2}
\]
Vậy phương trình trở thành:
\[
3^{x-2} = 3^{-2}
\]
2. So sánh các mũ trong phương trình:
Vì hai vế đều có cùng cơ số 3, nên ta có thể so sánh các mũ của chúng:
\[
x - 2 = -2
\]
3. Giải phương trình để tìm giá trị của \( x \):
\[
x - 2 = -2 \\
x = -2 + 2 \\
x = 0
\]
Vậy phương trình $3^{x-2} = \frac{1}{9}$ có nghiệm là \( x = 0 \).
Đáp án đúng là: \( A.~x = 0 \).
Câu 34.
Để giải bất phương trình \(2^x < 5\), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Xác định điều kiện xác định: Bất phương trình này không yêu cầu điều kiện xác định cụ thể vì \(2^x\) luôn dương và có nghĩa với mọi \(x\).
2. Lấy logarit cơ số 2 cho cả hai vế:
\[
\log_2(2^x) < \log_2(5)
\]
3. Sử dụng tính chất logarit:
\[
x < \log_2(5)
\]
4. Kết luận tập nghiệm:
Tập nghiệm của bất phương trình \(2^x < 5\) là \( (-\infty, \log_2(5)) \).
Do đó, đáp án đúng là:
\[ A.~(-\infty,\log_25). \]
Câu 35.
Để giải bất phương trình $\log_{83}(3x) < \log_{43}5$, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ):
- Đối với $\log_{83}(3x)$, ta cần $3x > 0 \Rightarrow x > 0$.
2. So sánh hai biểu thức logarit:
- Ta có $\log_{83}(3x) < \log_{43}5$. Để so sánh hai biểu thức này, ta cần chuyển chúng về cùng cơ số hoặc cùng dạng dễ so sánh hơn.
3. Chuyển đổi cơ số:
- Ta sử dụng công thức đổi cơ số $\log_a b = \frac{\log_c b}{\log_c a}$ để chuyển đổi cơ số:
\[
\log_{83}(3x) = \frac{\log_{10}(3x)}{\log_{10}83}
\]
\[
\log_{43}5 = \frac{\log_{10}5}{\log_{10}43}
\]
4. So sánh hai biểu thức đã chuyển đổi:
- Bây giờ ta cần so sánh $\frac{\log_{10}(3x)}{\log_{10}83}$ và $\frac{\log_{10}5}{\log_{10}43}$.
- Vì $\log_{10}83 > \log_{10}43$ (vì 83 > 43), nên ta có thể nhân cả hai vế với $\log_{10}83$ và $\log_{10}43$ để loại bỏ mẫu số:
\[
\log_{10}(3x) \cdot \log_{10}43 < \log_{10}5 \cdot \log_{10}83
\]
5. Giải bất phương trình:
- Ta cần tìm $x$ sao cho $\log_{10}(3x) < \frac{\log_{10}5 \cdot \log_{10}83}{\log_{10}43}$.
- Gọi $k = \frac{\log_{10}5 \cdot \log_{10}83}{\log_{10}43}$, ta có:
\[
\log_{10}(3x) < k
\]
- Điều này tương đương với:
\[
3x < 10^k
\]
- Do đó:
\[
x < \frac{10^k}{3}
\]
6. Tìm giá trị cụ thể của $k$:
- Ta tính $k = \frac{\log_{10}5 \cdot \log_{10}83}{\log_{10}43}$.
- Dùng máy tính để tính giá trị cụ thể:
\[
\log_{10}5 \approx 0.6990, \quad \log_{10}83 \approx 1.9191, \quad \log_{10}43 \approx 1.6335
\]
\[
k \approx \frac{0.6990 \times 1.9191}{1.6335} \approx 0.827
\]
- Vậy:
\[
10^k \approx 10^{0.827} \approx 6.75
\]
- Do đó:
\[
x < \frac{6.75}{3} \approx 2.25
\]
7. Kết hợp điều kiện xác định:
- Kết hợp với điều kiện $x > 0$, ta có tập nghiệm là $(0; 2.25)$.
Tuy nhiên, trong các đáp án đã cho, tập nghiệm gần đúng nhất là $(0; \frac{5}{3})$. Do đó, đáp án đúng là:
\[
\boxed{C.~(0;\frac{5}{3})}
\]
Câu 36.
Để giải bất phương trình $\log_x x < 0$, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ):
- Đối với $\log_x x$, ta cần $x > 0$ và $x \neq 1$.
2. Phân tích bất phương trình:
- Ta có $\log_x x = 1$ (vì $\log_a a = 1$ với mọi $a > 0$ và $a \neq 1$).
3. So sánh với 0:
- Bất phương trình $\log_x x < 0$ trở thành $1 < 0$, điều này hiển nhiên là sai.
Do đó, không có giá trị nào của $x$ thỏa mãn bất phương trình $\log_x x < 0$. Tuy nhiên, ta cần kiểm tra lại điều kiện xác định để đảm bảo không bỏ sót trường hợp nào.
4. Kiểm tra lại điều kiện xác định:
- Điều kiện xác định là $x > 0$ và $x \neq 1$.
Như vậy, tập nghiệm của bất phương trình $\log_x x < 0$ là rỗng, tức là không có giá trị nào của $x$ thỏa mãn.
Đáp án: D. $(0;1)$
Lý do: Vì $\log_x x = 1$ và $1$ không thể nhỏ hơn $0$, nên không có giá trị nào của $x$ thỏa mãn bất phương trình. Tuy nhiên, theo điều kiện xác định, $x$ phải thuộc khoảng $(0;1)$ hoặc $(1;+\infty)$. Vì $1$ không thỏa mãn bất phương trình, nên tập nghiệm là rỗng trong khoảng $(0;1)$.
Câu 37.
Để giải bất phương trình $\log_4(x+1) \geq 2$, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ):
- Đối với bất phương trình $\log_4(x+1)$, ta cần đảm bảo rằng $x + 1 > 0$. Do đó:
\[
x > -1
\]
2. Giải bất phương trình:
- Ta có $\log_4(x+1) \geq 2$. Để giải bất phương trình này, ta chuyển về dạng tương đương bằng cách sử dụng tính chất của lôgarit:
\[
\log_4(x+1) \geq \log_4(4^2)
\]
- Điều này tương đương với:
\[
x + 1 \geq 16
\]
- Giải phương trình này:
\[
x \geq 15
\]
3. Kiểm tra điều kiện xác định:
- Kết hợp điều kiện xác định $x > -1$ và kết quả từ bước 2 ($x \geq 15$), ta thấy rằng điều kiện $x > -1$ đã được bao gồm trong $x \geq 15$. Do đó, tập nghiệm cuối cùng là:
\[
x \geq 15
\]
4. Viết tập nghiệm:
- Tập nghiệm của bất phương trình là:
\[
S = [15; +\infty)
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[ C.~S = [15; +\infty) \]