TopStudy

Đáp án và lời giải

Bài tập Bất phương trình lôgarit lớp 11 (có lời giải)

Về trang đề

Câu 1

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Đáp án đúng là: D

Điều kiện: x + 8 > 0 và −x2^{2} + 6x − 8 > 0, tức 2 < x < 4.

Vì cơ số 2 > 1 nên bất phương trình trở thành x + 8 ≤ – x2^{2} + 6x – 8 hay x2^{2} – 5x + 16 ≤ 0.

Vì x2^{2} – 5x + 16 = (x−52)2+394>0{(\text{x}-\frac{5}{2})}^{2}+\frac{39}{4}>0 với mọi x.

Vậy bất phương trình đã cho vô nghiệm.

Câu 2

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Đáp án đúng là: A

Điều kiện: x > 0.

Vì cơ số 2 > 1 nên bất phương trình trở thành x < 25^{5} hay x < 32.

Kết hợp với điều kiện ta được nghiệm của bất phương trình là 0 < x < 32.

Câu 3

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Đáp án đúng là: C

Điều kiện: 3x – 4 > 0 và 2 + x > 0, tức x>43\text{x}>\frac{4}{3} .

Vì cơ số nên bất phương trình trở thành 3x – 4 < 2 + x ⇔ x < 3.

Kết hợp với điều kiện ta được nghiệm của bất phương trình là 43<x<3\frac{4}{3}<\text{x}<3 .

Câu 4

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Đáp án đúng là: C

Điều kiện: x – 40 > 0 và 60 – x > 0, tức 40 < x < 60.

Bất phương trình trở thành log[(x – 40)(60 – x)] < 2 hay – x2^{2} +100x – 2400 < 102^{2}.

Từ đó ta có – x2^{2} +100x – 2500 < 0.

Vì – x2^{2} +100x – 2500 = – (x – 50)2^{2} < 0 với mọi x.

Kết hợp với điều kiện ta được 19 nghiệm nguyên dương của bất phương trình đã cho là:{41; 42; 43; 44; 45; 46; 47; …..; 59}.

Câu 5

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Đáp án đúng là: B

Điều kiện: x – 1 > 0 và x + 1 > 0, tức x > 1.

Bất phương trình trở thành log3_{3} (x – 1)2^{2} – log3_{3}(x + 1) ≥ 1.

Từ đó log⁡3(x−1)2x+1≥1{\log }_{3}\frac{{(\text{x}-1)}^{2}}{\text{x}+1}\ge 1 hay (x−1)2x+1≥3\frac{{(\text{x}-1)}^{2}}{\text{x}+1}\ge 3

⇔ (x−1)2−3x−3x+1≥0\frac{{(\text{x}-1)}^{2}-3\text{x}-3}{\text{x}+1}\ge 0

⇔ x2−5x−2x+1≥0\frac{{\text{x}}^{2}-5\text{x}-2}{\text{x}+1}\ge 0

⇔ [x≤5−332x≥5+332[\begin{matrix}x\le \frac{5-\sqrt{33}}{2} \\ x\ge \frac{5+\sqrt{33}}{2}\end{matrix}(vì x + 1 > 0).

Kết hợp với điều kiện ta được nghiệm của bất phương trình .

Câu 6

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Đáp án đúng là: B

Điều kiện: x > 0 và 2 – x2^{2} > 0, tức 0<x<20<\text{x}<\sqrt{2} .

Bất phương trình trở thành log3_{3}x−1^{-1} + log3_{3}(2 – x2^{2}) ≥ 0 hay log⁡3(2−x2x)≥0{\log }_{3}(\frac{2-{\text{x}}^{2}}{\text{x}})\ge 0

⇔ log⁡3(2−x2x)≥0{\log }_{3}(\frac{2-{\text{x}}^{2}}{\text{x}})\ge 0

⇔ 2−x2x≥1\frac{2-{\text{x}}^{2}}{\text{x}}\ge 1

⇔ 2−x2−xx≥0\frac{2-{\text{x}}^{2}-\text{x}}{\text{x}}\ge 0

⇔ 0 < x ≤ 1 (vì x > 0).

Kết hợp với điều kiện ta được nghiệm của bất phương trình là 0 < x £ 1.

Vậy bất phương trình có một nghiệm nguyên là x = 1 nên tổng các nghiệm nguyên là 1.

Câu 7

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Đáp án đúng là: A

Điều kiện: x2^{2} – x – 1 > 0 và x – 1 > 0 , tức x > 1+52\frac{1+\sqrt{5}}{2} .

Bất phương trình trở thành log4_{4}(x2^{2} – x – 1)2^{2} ≥ log4_{4}(x – 1)2^{2}.

Vì cơ số 4 > 1 nên bất phương trình trở thành (x2^{2} – x – 1)2^{2} ≥ (x – 1)2^{2}.

⇔ (x2^{2} – x – 1)2^{2} – (x – 1)2^{2} ≥ 0.

⇔ (x2^{2} – x – 1 – x + 1)( x2^{2} – x – 1 + x – 1) ≥ 0.

⇔ (x2^{2} – 2x)( x2^{2} – 2) ≥ 0.

⇔ 0≤x≤20\le \text{x}\le \sqrt{2} .

Kết hợp với điều kiện đề bài ta được bất phương trình đã cho vô nghiệm.

Câu 8

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Đáp án đúng là: A

Điều kiện: x + 4 > 0 và 14 – x > 0, tức –4 < x < 14.

Bất phương trình trở thành log2_{2}(x + 4) < log2_{2}(14 – x).

Vì cơ số 2 > 1 nên x + 4 < 14 – x hay x < 5.

Kết hợp với điều kiện ta được nghiệm của bất phương trình là –4 < x < 5.

Vậy A sai.

Câu 9

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Đáp án đúng là: C

Điều kiện: x > 0.

Khi đó bất phương trình trở thành log⁡4x3+log⁡41x+log⁡4x≤3{\log }_{4}{\text{x}}^{3}+{\log }_{4}\frac{\text{1}}{\text{x}}+{\log }_{4}\text{x}\le 3

⇔ log⁡4(x3⋅1x⋅x)≤3{\log }_{4}({\text{x}}^{3}\cdot \frac{\text{1}}{\text{x}}\cdot \text{x})\le 3

⇔ log4_{4}x3^{3} ≤ 3

⇔ x3^{3} ≤ 43^{3}

⇔ x ≤ 4.

Kết hợp với điều kiện ta được bất phương trình có nghiệm là 0 < x ≤ 4.

Câu 10

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Đáp án đúng là: A

Điều kiện: x > 0 và 2 – 9x > 0, tức .

Khi đó bất phương trình trở log5_{5}x < log5_{5}(2 – 9x)2^{2}

Vì cơ số 5 > 1 nên ta có x < (2 – 9x)2^{2}

⇔ 81x2^{2} – 37x + 4 > 0

⇔ [x>37+73162x<37−73162[\begin{matrix}\text{x}>\frac{37+\sqrt{73}}{162} \\ \text{x<}\frac{37-\sqrt{73}}{162}\end{matrix}

Kết hợp với điều kiện ta được nghiệm của bất phương trình là x<37−73162\text{x<}\frac{37-\sqrt{73}}{162} .

Câu 11

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

Điều kiện: x – 2 > 0 ⇔ x > 2

Ta có: log⁡12(x−2){\log _{\frac{1}{2}}}(x - 2) ≤ 1. Vì 0 < a = 12\frac{1}{2} < 1

⇒ x – 2 ≥ 12\frac{1}{2} ⇔ x ≥ 52\frac{5}{2}

Kết hợp với điều kiện ⇒ Tập nghiệm của bất phương trình là S = [52;+∞)\left[ {\frac{5}{2}; + \infty } \right).

Câu 12

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: B

Điều kiện: {2x>0x+6>0\left\{ \begin{array}{l}2x > 0\\x + 6 > 0\end{array} \right. ⇔ {x>0x>−6\left\{ \begin{array}{l}x > 0\\x > - 6\end{array} \right. ⇔ x > 0

Vì a = 10 > 1 nên ta có: log(2x) < log(x + 6) ⇔ 2x < x + 6 ⇔ 2x – x < 6 ⇔ x < 6

Kết hợp với điều kiện, suy ra 0 < x < 6

Vậy tập nghiệm của bất phương trình là S = (0; 6).

Câu 13

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: C

Điều kiện: {x+6>0x>0\left\{ \begin{array}{l}x + 6 > 0\\x > 0\end{array} \right. ⇔ {x>−6x>0\left\{ \begin{array}{l}x > - 6\\x > 0\end{array} \right. ⇔ x > 0

Ta có: log4_{4}(x + 6) < 2 – 2log4_{4}x ⇔ log4_{4}(x + 6) < log4_{4}16 – 2log4_{4}x

⇔ log4_{4}(x + 6) < log4_{4}16 – log4_{4}x2^{2} ⇔ log4_{4}(x + 6) < log⁡416x2{\log _4}\frac{{16}}{{{x^2}}} ⇔ x + 6 < 16x2\frac{{16}}{{{x^2}}}

⇔ x3^{3} + 6x2^{2} – 16 < 0

⇔ [x<−2−23−2<x<−2+23\left[ \begin{array}{l}x < - 2 - 2\sqrt 3 \\ - 2 < x < - 2 + 2\sqrt 3 \end{array} \right.

Kết hợp với điều kiện, suy ra 0 < x < –2 + 232\sqrt 3 ≈ 1,46

Suy ra nghiệm nguyên của bất phương trình đã cho là x = 1.

Vậy bất phương trình đã cho có 1 nghiệm nguyên.

Câu 14

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: C

Điều kiện: {3x−2>06−5x>0\left\{ \begin{array}{l}3x - 2 > 0\\6 - 5x > 0\end{array} \right. ⇔ {x>23x<65\left\{ \begin{array}{l}x > \frac{2}{3}\\x < \frac{6}{5}\end{array} \right. ⇔ 23<x<65\frac{2}{3} < x < \frac{6}{5}

Ta có: log2_{2}(3x – 2) + log⁡12(6−5x){\log _{\frac{1}{2}}}(6 - 5x) > 0 ⇔ log2_{2}(3x – 2) + log⁡2−1(6−5x){\log _{{2^{ - 1}}}}(6 - 5x) > 0

⇔ log2_{2}(3x – 2) – log2_{2}(6 – 5x) > 0 ⇔ log2_{2}(3x – 2) > log2_{2}(6 – 5x)

Vì a = 2 > 1 ⇒ 3x –2 > 6 – 5x ⇔ 3x + 5x > 6 + 2 ⇔ 8x > 8 ⇔ x > 1

Kết hợp với điều kiện, suy ra 1 < x < 65\frac{6}{5}

Vậy tập nghiệm của bất phương trình là S = (1;65)\left( {1;\frac{6}{5}} \right).

Câu 15

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: C

Điều kiện: {x−1>0x2−x−2>0\left\{ \begin{array}{l}x - 1 > 0\\{x^2} - x - 2 > 0\end{array} \right. ⇔ {x>1[x<−1x>2\left\{ \begin{array}{l}x > 1\\\left[ \begin{array}{l}x < - 1\\x > 2\end{array} \right.\end{array} \right. ⇔ x > 2

Ta có: log⁡2(x2−x−2){\log _2}({x^2} - x - 2) ≥ log0,5_{0{,}5}(x – 1) + 1 ⇔ log⁡2(x2−x−2){\log _2}({x^2} - x - 2) ≥ log⁡2−1(x−1){\log _{{2^{ - 1}}}}(x - 1) + 1

⇔ log⁡2(x2−x−2){\log _2}({x^2} - x - 2) ≥ –log2_{2}(x – 1) + 1 ⇔ log⁡2(x2−x−2){\log _2}({x^2} - x - 2) + log2_{2}(x – 1) ≥ 1

⇔ log⁡2(x2−x−2)(x−1){\log _2}({x^2} - x - 2)(x - 1) ≥ 1 ⇔ (x2^{2} – x – 2)(x – 1) ≥ 21^{1} ⇔ (x2^{2} – x – 2)(x – 1) ≥ 2

⇔ x3^{3} – x2^{2} – x2^{2} + x – 2x + 2 ≥ 2 ⇔ x3^{3} – 2x2^{2} – x ≥ 0 ⇔ x ∈ [1 – 2\sqrt 2, 0] ∪ [1 +2\sqrt 2, +∞+ \infty)

Kết hợp với điều kiện, suy ra x ≥ 1 + 2\sqrt 2 ≈ 2,41

Suy ra các nghiệm nguyên thuộc [0; 2023] là x ∈ {3; 4; 5;…; 2023}

⇒ Bất phương trình có: 2021 nghiệm nguyên thuộc [0; 2023]

Vậy số nghiệm nguyên của bất phương trình thuộc [0; 2023] là 2021.

Câu 16

Lời giải do TopStudy biên soạn

  • a) Đúng

  • b) Sai

  • c) Sai

  • d) Đúng

Hướng dẫn giải:

Đáp án: a) Đúng. b) Sai. c) Sai. d) Đúng.

a) Đúng. Điều kiện –x + 3 > 0 ⇔ x < 3

Ta có: log2_{2}(–x + 3) ≥ 1. Vì a = 2 > 1

⇒ –x + 3 ≥ 21^{1} ⇔ –x + 3 ≥ 2 ⇔ –x ≥ –1 ⇔ x ≤ 1.

Kết hợp với điều kiện, suy ra x ≤ 1 ⇒ Nghiệm lớn nhất của bất phương trình bằng 1.

b) Sai. Điều kiện: 2x – 3 > 0 ⇔ x > 13\frac{1}{3}

Ta có: log⁡13(2x−3){\log _{\frac{1}{3}}}(2x - 3) ≤ 3. Vì 0 < a = 13\frac{1}{3} < 1

⇒ 2x – 3 ≥ (13)3{\left( {\frac{1}{3}} \right)^3} ⇔ 2x – 3 ≥ 127\frac{1}{{27}} ⇔ 2x ≥ 8227\frac{{82}}{{27}} ⇔ x ≥ 4127\frac{{41}}{{27}}

Kết hợp với điều kiện, suy ra x ≥ 4127\frac{{41}}{{27}}

⇒ Nghiệm bé nhất của bất phương trình bằng 4127\frac{{41}}{{27}}.

c) Sai. Điều kiện: x2^{2} + 5x + 4 > 0 ⇔ [x>−1x<−4\left[ \begin{array}{l}x > - 1\\x < - 4\end{array} \right.

Vậy điều kiện nghiệm của bất phương trình là x > –1 hoặc x < –4.

d) Đúng. Điều kiện: {−2x−1>0x+1>0\left\{ \begin{array}{l} - 2x - 1 > 0\\x + 1 > 0\end{array} \right. ⇔ {x<−12x>−1\left\{ \begin{array}{l}x < - \frac{1}{2}\\x > - 1\end{array} \right. ⇔ –1 < x < −12- \frac{1}{2}

Ta có: log⁡19(−2x−1)>log⁡19(x+1){\log _{\frac{1}{9}}}( - 2x - 1) > {\log _{\frac{1}{9}}}(x + 1). Vì 0 < a = 19\frac{1}{9} < 1

⇒ –2x – 1 < x + 1 ⇔ –2x – x < 1 + 1 ⇔ –3x < 2 ⇔ x > −23- \frac{2}{3}

Kết hợp với điều kiện, suy ra nghiệm của bất phương trình là −23<x<−12- \frac{2}{3} < x < - \frac{1}{2}.

Vậy tập nghiệm của bất phương trình là S = (−23;−12)\left( { - \frac{2}{3}; - \frac{1}{2}} \right).

Câu 17

Lời giải do TopStudy biên soạn

  • a) Đúng

  • b) Đúng

  • c) Sai

  • d) Đúng

Hướng dẫn giải:

Đáp án: a) Đúng. b) Đúng. c) Sai. d) Đúng.

a) Đúng. Điều kiện: x2^{2} – 5x + 7 > 0 ⇔ (x−52)2+34{\left( {x - \frac{5}{2}} \right)^2} + \frac{3}{4} > 34\frac{3}{4} > 0 với mọi x ∈ ℝ ⇔ x ∈ ℝ

b) Đúng. Ta có: log⁡110(x2−5x+7){\log _{\frac{1}{{10}}}}({x^2} - 5x + 7) ≥ 0. Vì 0 < a = 110\frac{1}{{10}} < 1

⇒ x2^{2} – 5x + 7 ≤ (110)0{\left( {\frac{1}{{10}}} \right)^0} ⇔ x2^{2} – 5x + 7 ≤ 1 ⇔ x2^{2} – 5x + 6 ≤ 0.

⇒ Bất phương trình có chung tập nghiệm với x2^{2} – 5x + 6 ≤ 0.

c) Sai. Theo câu b), bất phương trình ⇔ x2^{2} – 5x + 6 ≤ 0 ⇔ 2 ≤ x ≤ 3

Kết hợp với điều kiện theo câu a), suy ra nghiệm của bất phương trình là 2 ≤ x ≤ 3

⇒ Tập nghiệm của bất phương trình là S = [2; 3] ⇒ a = 2; b = 3

Ta có: 3 số a; b; 5 lập thành cấp số cộng ⇔ 2b = a + 5

Mà 2 ⋅ 3 ≠ 2 + 5 (do 6 ≠ 7) ⇒ a; b; 5 không là một cấp số cộng.

d) Đúng. Ta có: [a; b] ∪ (2; 9) = [2; 3] ∪ (2; 9) = [2; 9).

Câu 18

Lời giải do TopStudy biên soạn

  • a) Đúng

  • b) Đúng

  • c) Đúng

  • d) Sai

Hướng dẫn giải:

Đáp án: a) Đúng. b) Đúng. c) Đúng. d) Sai.

a) Đúng. Điều kiện: x – 1 > 0 ⇔ x > 1.

b) Đúng. Vì 0 < a = 13\frac{1}{3} < 1 ⇒ x – 1 ≤ (13)−2{\left( {\frac{1}{3}} \right)^{ - 2}} ⇔ x – 1 ≤ (3–1^{–1})–2^{–2} ⇔ x – 1 ≤ 32^{2}

⇔ x – 1 ≤ 9.

c) Đúng. Theo câu b), ta có: x – 1 ≤ 9 ⇔ x ≤ 10.

Kết hợp với điều kiện, suy ra nghiệm của bất phương trình là: 1 < x ≤ 10.

Vậy tập nghiệm của bất phương trình là (1; 10].

d) Sai. Theo câu c), tập nghiệm của bất phương trình là (1; 10]

Với x ∈ ℤ ⇒ x ∈ {2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}. Vậy tổng cộng có 9 giá trị nguyên của x thỏa mãn bất phương trình đã cho.

Câu 19

Lời giải do TopStudy biên soạn

  • a) Sai

  • b) Sai

  • c) Sai

  • d) Sai

Hướng dẫn giải:

Đáp án: a) Đúng. b) Đúng. c) Sai. d) Sai.

a) Đúng. Điều kiện: {(x+1)2>02x>0\left\{ \begin{array}{l}{(x + 1)^2} > 0\\2x > 0\end{array} \right.⇔ {x≠−1x>0\left\{ \begin{array}{l}x \ne - 1\\x > 0\end{array} \right. ⇔ x > 0

Ta có: log0,5_{0{,}5}(x + 1)2^{2} ≤ log0,5_{0{,}5}2x. Vì 0 < a = 0,5 < 1

⇒ (x + 1)2^{2} ≥ 2x ⇔ x2^{2} + 2x + 1 – 2x ≥ 0 ⇔ x2^{2} + 1 ≥ 0 ⇔ x ∈ ℝ.

Kết hợp với điều kiện, suy ra nghiệm của bất phương trình là x > 0.

Vây tập nghiệm của bất phương trình là S = (0; +∞+ \infty) ⇒ a = 0.

b) Đúng. Theo câu a), S = (0; +∞+ \infty)

⇒ (a; b) ∩ (3; 2024) = (0; +∞+ \infty) ∩ (3; 2024) = (3; 2024).

c) Sai. Vì với a = 0 ⇒ P = 02^{2} + 3 ⋅ 0 + 5 = 5 ≠ 2.

d) Sai. Ta có: lim⁡x→b(1x3+1x2+1x)\mathop {\lim }\limits_{x \to b} \left( {\frac{1}{{{x^3}}} + \frac{1}{{{x^2}}} + \frac{1}{x}} \right) = lim⁡x→+∞(1x3+1x2+1x)\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } \left( {\frac{1}{{{x^3}}} + \frac{1}{{{x^2}}} + \frac{1}{x}} \right)

= lim⁡x→+∞1x3\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } \frac{1}{{{x^3}}} + lim⁡x→+∞(1x2)\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } \left( {\frac{1}{{{x^2}}}} \right) + lim⁡x→+∞(1x)\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } \left( {\frac{1}{x}} \right) = 0 + 0 + 0 = 0

Vậy lim⁡x→b(1x3+1x2+1x)\mathop {\lim }\limits_{x \to b} \left( {\frac{1}{{{x^3}}} + \frac{1}{{{x^2}}} + \frac{1}{x}} \right) = 0.

Câu 20

Lời giải do TopStudy biên soạn

  • a) Đúng

  • b) Đúng

  • c) Đúng

  • d) Đúng

Hướng dẫn giải:

Đáp án: a) Đúng. b) Đúng. c) Đúng. d) Đúng.

a) Đúng. Điều kiện: {x2+2x+3>0x2+1>0m>0\left\{ \begin{array}{l}{x^2} + 2x + 3 > 0\\{x^2} + 1 > 0\\m > 0\end{array} \right. (*)

Ta có: x2^{2} + 2x + 3 = (x + 1)2^{2} + 2 > 0; x2^{2} + 1 > 0 với mọi x ∈ ℝ

⇒ (*) ⇔ m > 0.

Điều kiện của tham số để bất phương trình có nghĩa với mọi x ∈ ℝ là m > 0.

b) Đúng. Ta có: log3_{3}(x2^{2} + 2x + 3) – log3_{3}(x2^{2} + 1) ≥ log3_{3}m

⇔ log⁡3x2+2x+3x2+1{\log _3}\frac{{{x^2} + 2x + 3}}{{{x^2} + 1}} ≥ log3_{3}m. Vì a = 3 > 1

⇒ x2+2x+3x2+1\frac{{{x^2} + 2x + 3}}{{{x^2} + 1}} ≥ m với mọi x ∈ ℝ.

c) Đúng. Đặt y = x2+2x+3x2+1\frac{{{x^2} + 2x + 3}}{{{x^2} + 1}} ⇔ y(x2^{2} + 1) = x2^{2} + 2x + 3

⇔ yx2^{2} + y = x2^{2} + 2x + 3 ⇔ yx2^{2} – x2^{2} – 2x + y – 3 = 0

⇔ (y – 1)x2^{2} – 2x + (y – 3) = 0 (1)

*TH1: y – 1 = 0 ⇔ y = 1

Thay y = 1 vào phương trình (1) ⇔ 0 ⋅ x2^{2} – 2x + (1 – 3) = 0 ⇔ –2x – 2 = 0 ⇔ x = –1

*TH2: y – 1 ≠ 0 ⇔ y ≠ 1

Phương trình có nghiệm ⇔ △' ≥ 0 ⇔ (–1)2^{2} – (y – 1)(y – 3) ≥ 0

⇔ –y2^{2} + 4y – 2 ≥ 0 ⇔ 2 – 2\sqrt 2 ≤ y ≤ 2 + 2\sqrt 2.

Vì 2 – 2\sqrt 2 ≤ y ≤ 2 +2\sqrt 2 nên giá trị nhỏ nhất của hàm số f(x) là 2 – 2\sqrt 2.

d) Đúng. Theo câu b), ta có x2+2x+3x2+1\frac{{{x^2} + 2x + 3}}{{{x^2} + 1}} ≥ m với mọi x ∈ ℝ.

Mà f(x) = x2+2x+3x2+1\frac{{{x^2} + 2x + 3}}{{{x^2} + 1}} nên để bất phương trình đúng với mọi x ∈ ℝ ⇒ m ≤ f(x), ∀x.

⇔ m ≤ fmin_{min}. Mà fmin_{min} = 2 – 2\sqrt 2 ⇒ m ≤ 2 – 2\sqrt 2 .

Kết hợp với điều kiện, suy ra 0 < m ≤ 2 – 2\sqrt 2.

Câu 21

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 5

Hướng dẫn giải:

Đáp án: 5

Điều kiện: x > 0

log2_{2}3 + log5_{5}x ≥ 1 + log2_{2}3 ⋅ log5_{5}x ⇔ log2_{2}3 + log5_{5}x – 1 – log2_{2}3 ⋅ log5_{5}x ≥ 0

⇔ log5_{5}x⋅(1 – log2_{2}3) – (1 – log2_{2}3) ≥ 0

⇔ (log5_{5}x – 1) (1 – log2_{2}3) ≥ 0

Vì 1 – log2_{2}3 ≈ –0,58 < 0 và cơ số 5 > 1 nên bất phương trình trở thành:

log5_{5}x – 1 ≤ 0 ⇔ log5_{5}x ≤ 1 ⇔ x ≤ 5

Kết hợp với điều kiện, suy ra nghiệm của bất phương trình là 0 < x ≤ 5

Mà x ∈ ℤ ⇒ x ∈ {1; 2; 3; 4; 5}

Vậy số phần tử của S bằng 5.

Câu 22

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 2

Hướng dẫn giải:

Đáp án: 2

Điều kiện: {x2−5>04x>0\left\{ \begin{array}{l}{x^2} - 5 > 0\\4x > 0\end{array} \right. ⇔ {[x>5x<−5x>0\left\{ \begin{array}{l}\left[ \begin{array}{l}x > \sqrt 5 \\x < - \sqrt 5 \end{array} \right.\\x > 0\end{array} \right. ⇔ x > 5\sqrt 5

Ta có: log3_{3}(x2^{2} – 5) < log3_{3}4x. Vì cơ số 3 > 1 nên bất phương trình đã cho trở thành:

x2^{2} – 5 < 4x ⇔ x2^{2} – 4x – 5 < 0 ⇔ –1 < x < 5

Kết hợp với điều kiện, suy ra tập nghiệm của bất phương trình là S = (5\sqrt 5; 5)

⇒ Các nghiệm nguyên của bất phương trình là x ∈ {3; 4}.

Câu 23

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 10

Hướng dẫn giải:

Đáp án: 10

Điều kiện: x – 2 > 0 ⇔ x > 2

Ta có: log⁡12(x−2){\log _{\frac{1}{2}}}(x - 2) ≥ –3. Vì cơ số 0 < 12\frac{1}{2} < 1 nên bất phương trình trở thành:

x – 2 ≤ (12)−3{\left( {\frac{1}{2}} \right)^{ - 3}} ⇔ x – 2 ≤ 8 ⇔ x ≤ 10

Kết hợp với điều kiện, suy ra tập nghiệm của bất phương trình là S = (2; 10].

Do đó, nghiệm nguyên lớn nhất của bất phương trình là 10.

Câu 24

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 121

Hướng dẫn giải:

Đáp án: 121

Điều kiện: {x+2>0x−4>0\left\{ \begin{array}{l}x + 2 > 0\\x - 4 > 0\end{array} \right. ⇔ {x>−2x>4\left\{ \begin{array}{l}x > - 2\\x > 4\end{array} \right. ⇔ x > 4

Ta có: log3_{3}(x + 2) + log3_{3}(x – 4) ≤ 3 ⇔ log3_{3}(x + 2)(x – 4) ≤ 3

Vì cơ số 3 > 1 nên bất phương trình trở thành:

(x + 2)(x – 4) ≤ 33^{3} ⇔ x2^{2} – 2x – 8 ≤ 27 ⇔ x2^{2} – 2x – 35 ≤ 0 ⇔ –5 ≤ x ≤ 7

Kết hợp với điều kiện, suy ra tập nghiệm của bất phương trình là S = (4; 7].

Suy ra a = 4, b = 7. Giá trị của biểu thức T = (a + b)2^{2} = (4 + 7)2^{2} = 121.

Vậy T = 121.

Câu 25

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 7

Hướng dẫn giải:

Đáp án: 7

Điều kiện: x > 0

Đặt t = log2_{2}x (t ∈ ℝ)

⇒ t2^{2} – 4t + 3 ≤ 0 ⇔ 1 ≤ t ≤ 3

Thay t = log2_{2}x ⇒ 1 ≤ log2_{2}x ≤ 3

Vì cơ số 2 > 1 nên bất phương trình trở thành: 21^{1} ≤ x ≤ 23^{3} ⇔ 2 ≤ x ≤ 8

Kết hợp với điều kiện, suy ra tập nghiệm của bất phương trình là S = [2; 8]

Suy ra các giá trị nguyên thỏa mãn của bất phương trình là x ∈ {2; 3; 4; 5; 6; 7; 8}

Vậy số nghiệm nguyên thỏa mãn bất phương trình trên là: 7.