Bài 1 · Bài 6.11★Trang 10— Tính giá trị lôgarit và luỹ thừa có số mũ là lôgarit
Bài 6.11 (trang 10). Tính: a) log2641; b) log1000; c) log51250−log510; d) 4log23.
Kiến thức cần nhớ
logaaα=α; alogaM=M.
logaM−logaN=logaNM.
(am)n=amn=(an)m.
🧠 Phân tích tư duy
Câu a, b: số dưới dấu log là luỹ thừa của cơ số (641=2−6, 1000=103). Câu c là hiệu hai lôgarit cùng cơ số, gộp thành thương 101250=125=53. Câu d có dạng alogbc: phải đưa cơ số 4 về 2 để dùng 2log23=3.
1Cách 1. Dùng tính chất và quy tắc tính lôgarit
Định hướng. Đưa về logaaα, gộp hiệu thành thương, và viết 4=22 để dùng alogaM=M.
a) log2641=log22−6=−6 b) log1000=log103=3 c) log51250−log510=log5101250=log5125=log553=3 d) 4log23=(22)log23=(2log23)2=32=9
Vậy a) −6; b) 3; c) 3; d) 9.
2Cách 2. Đặt ẩn theo định nghĩa lôgarit
Định hướng. Gọi giá trị cần tính là ẩn và chuyển sang đẳng thức luỹ thừa; câu d lấy log2 của ẩn.
a) log2641=x⇔2x=641=2−6⇔x=−6 b) log1000=y⇔10y=1000=103⇔y=3 c) log51250−log510=z⇔5z=5log5105log51250=101250=125⇔z=3 d) T=4log23⇒log2T=log23⋅log24=2log23=log29⇒T=9
Vậy a) −6; b) 3; c) 3; d) 9.
3Cách 3. Tách riêng từng lôgarit và dùng đẳng thức alogbc=clogba
Định hướng. Câu c tính riêng hai lôgarit bằng cách phân tích 1250=2⋅54, 10=2⋅5; câu d đổi chỗ cơ số và số dưới dấu log.
a) log2641=−log264=−log226=−6 b) log1000=log10+log100=1+2=3 c) log51250=log52+4; log510=log52+1; hiệu bằng 4−1=3 d) 4log23=3log24=32=9
Vậy a) −6; b) 3; c) 3; d) 9.
Nhận xét. Đẳng thức alogbc=clogba đúng vì hai vế có cùng lôgarit cơ số b là logba⋅logbc; nó giúp câu d trở thành phép tính nhẩm.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: mỗi câu một dòng; riêng câu d nhớ mẹo viết 4=22 rồi đổi thứ tự hai số mũ.
Đáp số.a) −6; b) 3; c) 3; d) 9.
Sai lầm thường gặp.Câu c hay bị viết log5(1250−10) — sai, hiệu hai lôgarit là lôgarit của thương. Câu d hay bị tính 4log23=4⋅log23 hoặc =32 mà không giải thích; một lỗi khác là ra 4log23=34=81 vì nhầm 4=24.
🚀 Mở rộng.Tổng quát câu d: (ak)logaM=Mk; thử tính 27log32+25log53 (đáp số 8+9=17).
Bài 2 · Bài 6.12★★Trang 10— Chứng minh đẳng thức lôgarit bằng quy tắc tích và hằng đẳng thức
Bài 6.12 (trang 10). Chứng minh rằng: a) loga(x+x2−1)+loga(x−x2−1)=0; b) ln(1+e2x)=2x+ln(1+e−2x).
Kiến thức cần nhớ
logaM+logaN=loga(MN); loga1=0.
(A+B)(A−B)=A2−B2.
lneα=α; e2x⋅e−2x=1.
🧠 Phân tích tư duy
Câu a có cặp biểu thức x+x2−1 và x−x2−1, tích của chúng bằng x2−(x2−1)=1 — dấu hiệu gộp thành lôgarit của tích. Câu b có e2x và e−2x nghịch đảo nhau: đặt e2x làm nhân tử chung trong 1+e2x sẽ xuất hiện đúng 1+e−2x. Câu a ngầm hiểu biểu thức có nghĩa, tức 0<a=1 và x≥1.
1Cách 1. Biến đổi vế trái thành vế phải
Định hướng. Câu a gộp thành lôgarit của tích hai biểu thức chỉ khác nhau dấu trước căn; câu b đặt e2x làm nhân tử chung.
a) loga(x+x2−1)+loga(x−x2−1)=loga[(x+x2−1)(x−x2−1)] =loga[x2−(x2−1)]=loga1=0 b) ln(1+e2x)=ln[e2x(e−2x+1)]=lne2x+ln(1+e−2x)=2x+ln(1+e−2x)
Vậy hai đẳng thức được chứng minh.
2Cách 2. Dùng quan hệ nghịch đảo
Định hướng. Câu a: x−x2−1=x+x2−11 nên hai lôgarit là hai số đối nhau. Câu b: biến đổi vế phải về vế trái.
a) x−x2−1=x+x2−1(x−x2−1)(x+x2−1)=x+x2−11 loga(x−x2−1)=logax+x2−11=−loga(x+x2−1) loga(x+x2−1)+loga(x−x2−1)=0 b) 2x+ln(1+e−2x)=lne2x+ln(1+e−2x)=ln[e2x(1+e−2x)]=ln(e2x+1)
Vậy hai đẳng thức được chứng minh.
3Cách 3. Mũ hoá hai vế (xét hiệu hoặc lấy a mũ)
Định hướng. Chứng minh aVT=1 ở câu a; ở câu b chứng minh hiệu hai vế bằng ln1.
a) aloga(x+x2−1)+loga(x−x2−1)=(x+x2−1)(x−x2−1)=1=a0 loga(x+x2−1)+loga(x−x2−1)=0 b) ln(1+e2x)−ln(1+e−2x)=ln1+e−2x1+e2x=ln1+e−2xe2x(e−2x+1)=lne2x=2x
Vậy hai đẳng thức được chứng minh.
Nhận xét. Câu a cho thấy loga(x−x2−1)=−loga(x+x2−1) — kĩ thuật trục căn thức quen thuộc ở lớp 9 cũng dùng được bên trong dấu lôgarit.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: gộp thành lôgarit của tích (câu a) và đặt nhân tử chung e2x (câu b), mỗi câu chỉ một chuỗi đẳng thức.
Đáp số.a) Vế trái =loga1=0; b) ln(1+e2x)=lne2x+ln(1+e−2x)=2x+ln(1+e−2x).
Sai lầm thường gặp.Câu a hay bị tách sai loga(x+x2−1)=logax+logax2−1 (lôgarit của TỔNG không tách được). Câu b hay bị viết ln(1+e2x)=ln1+lne2x=2x, cũng cùng lỗi đó.
🚀 Mở rộng.Làm tương tự: chứng minh ln(x2+1+x)=−ln(x2+1−x) với mọi x, từ đó hàm f(x)=ln(x+x2+1) là hàm số lẻ.
Bài 3 · Bài 6.13★★Trang 10— Tính lôgarit theo một lôgarit đã biết
Bài 6.13 (trang 10). Biết log23≈1,585. Hãy tính: a) log248; b) log427.
Kiến thức cần nhớ
loga(MN)=logaM+logaN; logaMα=αlogaM.
logaαM=α1logaM.
logaM=logbalogbM.
🧠 Phân tích tư duy
Chỉ biết log23, nên phải phân tích 48 và 27 thành tích các luỹ thừa của 2 và 3: 48=24⋅3, 27=33; cơ số 4=22 ở câu b phải đổi về cơ số 2. Bẫy là chia log227 cho 4 thay vì cho log24=2.
1Cách 1. Phân tích thừa số và dùng quy tắc tính
Định hướng. Tách 48=24⋅3 thành tổng; câu b dùng log2233=23log23.
a) log248=log2(24⋅3)=log224+log23=4+log23≈4+1,585=5,585 b) log427=log2233=23log23≈23⋅1,585=2,3775
Vậy a) log248≈5,585; b) log427≈2,3775.
2Cách 2. Dùng công thức đổi cơ số
Định hướng. Câu b đổi sang cơ số 2 rồi tính tử, mẫu; câu a viết 48=25⋅23 để thấy cách tách không duy nhất nhưng kết quả như nhau.
a) log248=log225+log223=5+log23−log22=4+log23≈5,585 b) log427=log24log227=23log23≈24,755=2,3775
Vậy a) ≈5,585; b) ≈2,3775.
3Cách 3. Kiểm tra bằng máy tính cầm tay
Định hướng. Dùng phím log□□ để tính trực tiếp, đối chiếu với kết quả tính theo log23.
a) log248≈5,58496 b) log427≈2,37744 log23≈1,58496 nên dùng giá trị làm tròn 1,585 chỉ lệch khoảng 0,0001
Vậy các giá trị 5,585 và 2,3775 khớp với máy tính đến ba chữ số thập phân.
Nhận xét. Sai số của log23 bị nhân lên theo hệ số: ở câu b nhân với 23 nên sai số cũng lớn hơn 1,5 lần. Máy tính chỉ dùng để kiểm tra, còn đề yêu cầu tính theo log23.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: phân tích ra thừa số nguyên tố rồi dùng quy tắc tích và công thức logaαMβ=αβlogaM, không phải nhớ thêm công thức nào.
Đáp số.a) log248=4+log23≈5,585; b) log427=23log23≈2,3775.
Sai lầm thường gặp.Câu b viết log427=4log227 (chia cho 4 thay vì log24=2) nên ra 1,189. Câu a hay bị tách 48=6⋅8 rồi tắc ở log26 — thật ra vẫn đi tiếp được vì log26=1+log23.
🚀 Mở rộng.Biết log23≈1,585, hãy tính log372 (gợi ý: log372=2+log233≈3,893).
Bài 4 · Bài 6.14★★★Trang 10— Biểu diễn một lôgarit theo các lôgarit đã cho
Bài 6.14 (trang 10). Đặt a=log35, b=log45. Hãy biểu diễn log1510 theo a và b.
Kiến thức cần nhớ
logab=logba1.
logaM=logbalogbM.
loga(MN)=logaM+logaN; logaMα=αlogaM.
🧠 Phân tích tư duy
Hai dữ kiện đều có chung số 5 ở dưới dấu log, nên chọn cơ số chung là 5: khi đó log53=a1 và log52=2b1. Mục tiêu log1510=log515log510 chỉ chứa log52, log53 và log55=1. Bẫy là quên 4=22 nên viết log52=b1.
1Cách 1. Đổi về cơ số 5
Định hướng. Cơ số chung 5 biến hai dữ kiện thành nghịch đảo đơn giản.
Nhận xét. Kiểm tra bằng số: a=log35≈1,465, b=log45≈1,161 cho 2b(a+1)a(2b+1)≈0,8503, đúng bằng log1510≈0,8503.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: chọn cơ số là số CHUNG của các dữ kiện (ở đây là 5) thì mọi dữ kiện đều thành nghịch đảo, biến đổi ít nhất.
Đáp số.log1510=2b(a+1)a(2b+1)=2ab+2b2ab+a.
Sai lầm thường gặp.Viết log54=b1 rồi coi luôn log52=b1 (quên 4=22), kết quả ra b(a+1)a(b+1) — sai. Một lỗi nữa là viết log1510=log152+log155 rồi không biểu diễn tiếp được vì cơ số 15 không liên hệ trực tiếp với dữ kiện.
🚀 Mở rộng.Với cùng a, b, hãy biểu diễn log1230 (đổi về cơ số 5 được đáp số 2a+2b2ab+a+2b).
Bài 5 · Bài 6.15★★Trang 10— Biểu diễn một lôgarit theo một lôgarit đã cho
Bài 6.15 (trang 10). Tìm log4932, biết log214=a.
Kiến thức cần nhớ
logaM=logbalogbM.
logaαMβ=αβlogaM.
loga(MN)=logaM+logaN.
🧠 Phân tích tư duy
49=72, 32=25, còn 14=2⋅7: cả ba chỉ chứa các số nguyên tố 2 và 7, nên đưa hết về cơ số 2 thì chỉ còn một ẩn log27=a−1. Bẫy là quên log214=1+log27 chứ không phải log27.
1Cách 1. Đổi về cơ số 2
Định hướng. Viết mục tiêu thành thương hai lôgarit cơ số 2, rồi dùng log27=a−1.
Bài 6 · Bài 6.16★★Trang 10— So sánh hai số chứa lôgarit (dùng số trung gian)
Bài 6.16 (trang 10). So sánh các số sau: a) log34 và log431; b) 2log63 và 3log621.
Kiến thức cần nhớ
Với a>1: logaM>0⇔M>1; logaM>1⇔M>a.
Với a>1: ax>1⇔x>0.
alogbc=clogba.
🧠 Phân tích tư duy
Không cần tính chính xác: ở câu a, log34 là lôgarit của một số lớn hơn cơ số nên lớn hơn 1, còn log431 là lôgarit của một số nhỏ hơn 1 với cơ số lớn hơn 1 nên âm — chỉ cần so với mốc 0 hoặc 1. Câu b tương tự: số mũ log63>0 còn log621<0 nên so với 1.
1Cách 1. So sánh qua số trung gian
Định hướng. Câu a dùng mốc 1 và 0; câu b dùng mốc 1.
a) log34>log33=1; log431<log41=0 log431<0<1<log34 b) log63>log61=0⇒2log63>20=1 log621<0⇒3log621<30=1 3log621<1<2log63
Vậy a) log34>log431; b) 2log63>3log621.
2Cách 2. Đưa về cùng cơ số rồi so sánh số mũ
Định hướng. Câu a đổi log431=−log43; câu b dùng alogbc=clogba để hai số cùng cơ số 3.
a) log431=−log43<0 và log34>0 log34>log431 b) 2log63=3log62 log62>log621 (cơ số 6>1) và cơ số 3>1 3log62>3log621
Vậy a) log34>log431; b) 2log63>3log621.
3Cách 3. Tính gần đúng bằng máy tính cầm tay
Định hướng. Bấm máy từng số để kiểm tra kết luận.
a) log34≈1,2619; log431≈−0,7925 b) 2log63≈1,5296; 3log621≈0,6538
Vậy kết quả khớp với Cách 1 và Cách 2.
Nhận xét. Đẳng thức 2log63=3log62 ở Cách 2 đúng vì hai vế có cùng lôgarit cơ số 6 là log62⋅log63.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: so với mốc 0 và 1 chỉ cần xét dấu của lôgarit, không phải tính gì.
Đáp số.a) log34>log431; b) 2log63>3log621.
Sai lầm thường gặp.Câu b hay bị lập luận 'cơ số 3>2 nên số thứ hai lớn hơn' — sai vì số mũ khác nhau, số mũ âm làm luỹ thừa nhỏ hơn 1. Câu a hay nhầm log431=log341 (đó là log43, và thiếu dấu trừ).
🚀 Mở rộng.Thử so sánh log23 và log35 — không còn số trung gian 1 phân biệt được; gợi ý so với 23: log23>23⇔9>8 và log35<23⇔25<27.
Bài 7 · Bài 6.17★★★Trang 10— Đếm số chữ số của một luỹ thừa lớn bằng lôgarit thập phân
Bài 6.17 (trang 10). Biết rằng số chữ số của một số nguyên dương N viết trong hệ thập phân được cho bởi công thức [logN]+1, ở đó [logN] là phần nguyên của số thực dương logN. Tìm số các chữ số của 22023 khi viết trong hệ thập phân.
Kiến thức cần nhớ
logMα=αlogM.
10k≤N<10k+1 thì N có đúng k+1 chữ số.
log2≈0,30103.
🧠 Phân tích tư duy
22023 quá lớn để tính trực tiếp, nhưng log22023=2023log2 tính được ngay. Chỉ cần phần nguyên của 2023log2≈608,98 — số này gần 609 nên phải chắc chắn nó chưa vượt 609 trước khi kết luận.
1Cách 1. Dùng công thức đã cho
Định hướng. Thay N=22023, đưa số mũ ra trước dấu log rồi lấy phần nguyên.
Nhận xét. Cách 3 là bước mà lời giải thường bỏ qua: nếu log2 chỉ lấy 0,3 thì được 606,9 và ra đáp số sai 607. Kiểm tra bằng máy tính Python (đếm độ dài chuỗi 22023) cũng cho đúng 609.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1 nhưng lấy log2 đủ 5 chữ số thập phân (0,30103); khi kết quả sát số nguyên thì bổ sung đánh giá như Cách 3.
Đáp số.22023 có 609 chữ số.
Sai lầm thường gặp.Làm tròn log2≈0,3 nên được 2023⋅0,3=606,9 và kết luận 607 chữ số — sai. Một lỗi khác là quên cộng 1, trả lời 608 chữ số.
🚀 Mở rộng.Cùng cách, 32023 có [2023log3]+1=966 chữ số; hãy thử tìm chữ số đầu tiên của 22023 (dùng phần lẻ 0,98: 10^{\circ}{,}98} \approx 9{,}6 nên chữ số đầu là 9).
Bài 8 · Bài 6.18★★Trang 10— Giải phương trình mũ bằng lôgarit trong bài toán lãi kép (dạng chữ)
Bài 6.18 (trang 10). Khi gửi tiết kiệm P (đồng) theo thể thức trả lãi kép định kì với lãi suất mỗi kì là r (r cho dưới dạng số thập phân) thì số tiền A (cả vốn lẫn lãi) nhận được sau t kì gửi là A=P(1+r)t (đồng). Tính thời gian gửi tiết kiệm cần thiết để số tiền ban đầu tăng gấp đôi.
Kiến thức cần nhớ
at=M⇔t=logaM(0<a=1,M>0).
logaM=lnalnM.
ln(1+r)≈r khi r nhỏ.
🧠 Phân tích tư duy
'Tăng gấp đôi' nghĩa là A=2P; chia hai vế cho P thì P biến mất — thời gian gấp đôi không phụ thuộc số vốn. Ẩn t ở số mũ nên dùng định nghĩa lôgarit. Vì r>0 nên cơ số 1+r>1, lôgarit có nghĩa.
1Cách 1. Dùng định nghĩa lôgarit
Định hướng. Cho A=2P, rút gọn P rồi chuyển đẳng thức luỹ thừa sang lôgarit.
P(1+r)t=2P (1+r)t=2 t=log1+r2
Vậy cần t=log1+r2 kì gửi (nếu t phải nguyên thì lấy số nguyên nhỏ nhất không bé hơn log1+r2).
2Cách 2. Lấy lôgarit tự nhiên hai vế
Định hướng. Lấy ln hai vế để có công thức tính bằng máy tính cầm tay.
(1+r)t=2 tln(1+r)=ln2 t=ln(1+r)ln2
Vậyt=ln(1+r)ln2=log1+r2 kì.
3Cách 3. Ước lượng nhanh và áp dụng số cụ thể
Định hướng. Với r nhỏ, ln(1+r)≈r cho công thức nhẩm; thử với r=0,06 để thấy độ chính xác.
t=ln(1+r)ln2≈r0,693 r=0,06: t=log1,062≈11,9; ước lượng 0,060,693≈11,6
Vậy thời gian gấp đôi là t=log1+r2 kì, xấp xỉ r0,7 kì.
Nhận xét. Đây là 'quy tắc 70' (hay 'quy tắc 72') của giới tài chính: lãi suất 7% mỗi kì thì khoảng 10 kì vốn gấp đôi.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: đáp số gọn nhất là t=log1+r2; muốn ra số thì chuyển sang Cách 2 để bấm máy.
Đáp số.t=log1+r2=ln(1+r)ln2 (kì).
Sai lầm thường gặp.Viết t=log2(1+r) (đảo cơ số và số dưới dấu log), hoặc t=1+r2 vì coi t như hệ số chứ không phải số mũ. Thử với r=0,06: log21,06≈0,08 kì là vô lí.
🚀 Mở rộng.Tổng quát: để vốn tăng gấp k lần cần t=log1+rk kì; gấp ba cần log1+r3≈1,585 lần thời gian gấp đôi, bất kể r.
Bài 9 · Bài 6.19★★★Trang 11— Tìm số kì gửi nhỏ nhất theo lãi kép (bất phương trình mũ)
Bài 6.19 (trang 11). Một người gửi tiết kiệm 100 triệu đồng vào ngân hàng theo thể thức lãi kép kì hạn 6 tháng với lãi suất 8% một năm. Giả sử lãi suất không thay đổi. Hỏi sau bao lâu người đó nhận được ít nhất 120 triệu đồng?
Kiến thức cần nhớ
Lãi kép: A=P(1+r)t, r là lãi suất mỗi kì, t là số kì.
Với a>1: at≥M⇔t≥logaM.
logaM=logalogM.
🧠 Phân tích tư duy
Kì hạn 6 tháng nên lãi suất mỗi kì là 28%=4%, và t là số kì (nguyên). Ẩn nằm ở số mũ nên dùng lôgarit, được ngưỡng 4,65 kì rồi làm tròn LÊN 5 kì. Bẫy kép: dùng nhầm r=8% cho mỗi kì, và trả lời '4,65 năm' thay vì đổi kì ra tháng.
1Cách 1. Dùng lôgarit cơ số 1,04
Định hướng. Lập bất phương trình 100⋅1,04t≥120 và giải bằng định nghĩa lôgarit.
r=28%=4%=0,04 100(1+0,04)t≥120 1,04t≥1,2 t≥log1,041,2≈4,65 t∈N∗ nên t≥5
Vậy sau ít nhất 5 kì, tức 5⋅6=30 tháng, người đó nhận được ít nhất 120 triệu đồng.
2Cách 2. Lấy lôgarit thập phân hai vế
Định hướng. Dùng phím log của máy tính và quy tắc đưa số mũ ra ngoài.
Vậy kì thứ 5 (sau 30 tháng) là thời điểm sớm nhất.
Nhận xét. Tiền chỉ được cộng lãi vào cuối mỗi kì 6 tháng, nên đáp số phải là bội của 6 tháng — không thể trả lời '27,9 tháng'.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: một dòng t≥log1,041,2 rồi bấm máy; kiểm lại bằng Cách 3 với hai giá trị t=4 và t=5.
Đáp số.Sau ít nhất 5 kì hạn 6 tháng, tức 30 tháng (2,5 năm).
Sai lầm thường gặp.Dùng r=0,08 cho mỗi kì 6 tháng nên được t≥log1,081,2≈2,37, trả lời 3 kì — sai vì 8% là lãi suất năm. Hoặc ra 4,65 rồi làm tròn thành 4 hay trả lời '4,65 năm'.
🚀 Mở rộng.Nếu gửi kì hạn 3 tháng với cùng lãi suất năm 8% (mỗi kì 2%) thì cần t≥log1,021,2≈9,2, tức 10 kì =30 tháng — thử giải thích vì sao không nhanh hơn.
Bài 10 · Bài 6.20★★★Trang 11— Mô hình hàm mũ cơ số e: tìm tham số, tính giá trị, giải phương trình và bất phương trình bằng ln
Bài 6.20 (trang 11). Nồng độ cồn trong máu (BAC) là chỉ số dùng để đo lượng cồn trong máu của một người. Chẳng hạn, BAC 0,02% hay 0,2 mg/ml, nghĩa là có 0,02 g cồn trong 100 ml máu. Nếu một người với BAC bằng 0,02% có nguy cơ bị tai nạn ô tô cao gấp 1,4 lần so với một người không uống rượu, thì nguy cơ tương đối của tai nạn với BAC 0,02% là 1,4. Nghiên cứu y tế gần đây cho thấy rằng nguy cơ tương đối của việc gặp tai nạn khi đang lái ô tô có thể được mô hình hoá bằng một phương trình có dạng R=ekx, trong đó x (%) là nồng độ cồn trong máu và k là một hằng số. a) Nghiên cứu chỉ ra rằng nguy cơ tương đối của một người bị tai nạn với BAC bằng 0,02% là 1,4. Tìm hằng số k trong phương trình. b) Nguy cơ tương đối là bao nhiêu nếu nồng độ cồn trong máu là 0,17%? c) Tìm BAC tương ứng với nguy cơ tương đối là 100. d) Giả sử nếu một người có nguy cơ tương đối từ 5 trở lên sẽ không được phép lái xe, thì một người có nồng độ cồn trong máu từ bao nhiêu trở lên sẽ không được phép lái xe?
Kiến thức cần nhớ
ey=M⇔y=lnM(M>0).
Với k>0: ekx≥m⇔x≥klnm(m>0).
ekx=(e0,02k)0,02x.
🧠 Phân tích tư duy
Mô hình R=ekx có một tham số k, dữ kiện câu a (một cặp x, R) đủ để tìm k bằng ln; sau đó b là tính giá trị, c là giải phương trình, d là giải bất phương trình — cả ba đều dùng ln và tính đồng biến của ekx khi k>0. Đơn vị: x đo bằng phần trăm nên thay x=0,02 (nếu thay x=0,0002 thì k gấp 100 lần nhưng BAC ở c, d không đổi).
1Cách 1. Tìm k rồi dùng ln cho từng câu
Định hướng. Tìm k từ cặp (x;R)=(0,02;1,4), sau đó thay vào mô hình.
a) e0,02k=1,4⇔0,02k=ln1,4⇔k=50ln1,4≈16,82 b) R=e0,17k=e0,17⋅50ln1,4=e8,5ln1,4≈17,46 c) ekx=100⇔x=kln100=50ln1,4ln100≈0,27 d) ekx≥5⇔kx≥ln5⇔x≥50ln1,4ln5≈0,096
Vậy a) k=50ln1,4≈16,82; b) R≈17,46; c) BAC khoảng 0,27%; d) BAC từ khoảng 0,096% trở lên thì không được lái xe.
2Cách 2. Viết mô hình thành R=1,40,02x (không cần tính k)
Định hướng. Vì e0,02k=1,4 nên ekx=(e0,02k)0,02x=1,40,02x: cứ tăng BAC thêm 0,02% thì nguy cơ nhân thêm 1,4 lần.
R=1,40,02x=1,450x b) R=1,450⋅0,17=1,48,5≈17,46 c) 1,450x=100⇔50x=log1,4100⇔x=50log1,4100≈0,27 d) 1,450x≥5⇔50x≥log1,45⇔x≥50log1,45≈0,096
Vậy b) R≈17,46; c) BAC ≈0,27%; d) BAC ≥0,096% (xấp xỉ).
3Cách 3. Lấy lôgarit thập phân và so sánh tỉ lệ
Định hướng. Lấy log hai vế: logR=kxloge tỉ lệ thuận với x, nên chỉ cần tỉ số log1,4logR.
log1,4logR=0,02x b) logR=0,020,17log1,4=8,5⋅0,14613≈1,2421⇒R≈101,2421≈17,46 c) x=0,02⋅log1,4log100=0,02⋅0,146132≈0,27 d) x≥0,02⋅log1,4log5=0,02⋅0,146130,69897≈0,096
Vậy các kết quả trùng Cách 1 và Cách 2.
Nhận xét. Nguy cơ tăng theo hàm mũ: BAC chỉ gấp 8,5 lần (0,17% so với 0,02%) mà nguy cơ đã từ 1,4 vọt lên hơn 17. Ở câu d, bất phương trình giữ chiều vì k>0 (hàm ekx đồng biến).
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: tìm k trước bằng một phép ln, sau đó ba câu còn lại đều là thay số; Cách 2 rất đẹp nếu đề không bắt tính k.
Đáp số.a) k=50ln1,4≈16,82 (với x tính theo %); b) R≈17,46; c) BAC ≈0,27%; d) BAC từ khoảng 0,096% trở lên không được lái xe.
Sai lầm thường gặp.Ở câu a hay bị giải 0,02k=1,4 (quên lấy ln) nên k=70. Ở câu d quên rằng 'nguy cơ từ 5 trở lên' là bất phương trình R≥5 chứ không phải phương trình, dẫn tới trả lời một giá trị duy nhất thay vì một ngưỡng.
🚀 Mở rộng.Mô hình cho biết cứ tăng BAC thêm 0,02% thì nguy cơ nhân 1,4 lần; hãy tìm mức BAC làm nguy cơ tăng gấp đôi so với người không uống rượu (đáp số x=kln2≈0,041%).