Bài 20: Hàm số mũ và hàm số lôgarit | Giải bài tập Toán 11 Tập 2 | Chương 6: Hàm Số Mũ Và Hàm Số Logarit - Lớp 11 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

Mở đầu trang 16 Toán 11 Tập 2: Sự tăng trưởng dân số được ước tính theo công thức tăng trưởng mũ sau:

A = Pe^rt,

trong đó P là dân số của năm lấy làm mốc, A là dân số sau t năm, r là tỉ lệ tăng dân số hằng năm. Biết rằng vào năm 2020, dân số Việt Nam khoảng 97,34 triệu người và tỉ lệ tăng dân số là 0,91% (theo danso.org). Nếu tỉ lệ tăng dân số này giữ nguyên, hãy ước tính dân số Việt Nam vào năm 2050.

Lời giải:

Sau bài học, ta giải quyết được bài toán như sau:

Theo bài ra ta có P = 97,34; r = 0,91%.

Từ năm 2020 đến năm 2050 là 30 năm nên t = 30.

Ước tính dân số Việt Nam vào năm 2050 là

A = Pe^rt = 97,34 ∙ e^{0,91% ∙ 30} ≈ 127,9 (triệu người).

1. Hàm số mũ

HĐ1 trang 16 Toán 11 Tập 2: Nhận biết hàm số mũ

a) Tính y = 2^x khi x lần lượt nhận các giá trị – 1; 0; 1. Với mỗi giá trị của x có bao nhiêu giá trị của y = 2^x tương ứng?

b) Với những giá trị nào của x, biểu thức y = 2^x có nghĩa?

Lời giải:

a) Ta có:

+ Với x = – 1 thì y = 2^–1 = 1/2

+ Với x = 0 thì y = 2⁰ = 1.

+ Với x = 1 thì y = 2¹ = 2.

Ta nhận thấy với mỗi giá trị của x có duy nhất một giá trị của y = 2^x tương ứng.

b) Biểu thức y = 2^x có nghĩa với mọi giá trị của x.

Câu hỏi trang 16 Toán 11 Tập 2: Trong các hàm số sau, những hàm số nào là hàm số mũ? Khi đó hãy chỉ ra cơ số.

Lời giải:

a) Hàm số  là hàm số mũ với cơ số √2.

b) Ta có . Do đó, hàm số đã cho là hàm số mũ với cơ số .

c) Ta có  . Do đó, hàm số đã cho là hàm số mũ với cơ số 2.

d) Hàm số y = x^–2 không phải là hàm số mũ.

HĐ2 trang 16 Toán 11 Tập 2: Nhận dạng đồ thị và tính chất của hàm số mũ

Cho hàm số mũ y = 2^x.

a) Hoàn thành bảng giá trị sau:

b) Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, biểu diễn các điểm (x; y) trong bảng giá trị ở câu a. Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm (x; 2^x) với x ∈ ℝvà nối lại ta được đồ thị của hàm số y = 2^x.

c) Từ đồ thị đã vẽ ở câu b, hãy kết luận về tập giá trị và tính chất biến thiên của hàm số y = 2^x.

Lời giải:

a) Ta có:

Vậy ta hoàn thành được bảng đã cho như sau:

b) Trên mặt phẳng tọa độ Oxy, ta biểu diễn các điểm (x; y) ở câu a và lấy thêm nhiều điểm (x; 2^x) với x ∈ ℝ, nối lại ta được đồ thị của hàm số y = 2^x như sau:

c) Từ đồ thị ở hình trên, ta thấy hàm số y = 2^x:

+ Có tập giá trị là (0; + ∞);

+ Đồng biến trên ℝ.

Luyện tập trang 17 Toán 11 Tập 2: Vẽ đồ thị của hàm số .

Lời giải:

Ta lập bảng giá trị của hàm số

Từ đó, ta vẽ được đồ thị hàm số như sau:

2. Hàm số Lôgarit

HĐ3 trang 18 Toán 11 Tập 2: Nhận biết hàm số lôgarit

a) Tính y = log₂x khi x lần lượt nhận các giá trị 1; 2; 4. Với mỗi giá trị của x > 0 có bao nhiêu giá trị của y = log₂x ­tương ứng?

b) Với những giá trị nào của x, biểu thức y = log₂x có nghĩa?

Lời giải:

a) Ta có:

+ Với x = 1 thì y = log₂1 = 0;

+ Với x = 2 thì y = log₂2 = 1;

+ Với x = 4 thì y = log₂4 = log₂2² = 2.

Nhận thấy với mỗi giá trị của x > 0 có duy nhất một giá trị của y = log₂x ­tương ứng.

b) Biểu thức y = log₂x có nghĩa khi x > 0.

Câu hỏi trang 18 Toán 11 Tập 2: Trong các hàm số sau, những hàm số nào là hàm số lôgarit? Khi đó hãy chỉ ra cơ số

Lời giải:

a) Hàm số

b) Ta có  do đó hàm số đã cho là hàm số lôgarit với cơ số

c) Hàm số y = log_x2 không phải hàm số lôgarit.

d) Hàm số không phải hàm số lôgarit.

HĐ4 trang 18 Toán 11 Tập 2: Nhận dạng đồ thị và tính chất của hàm số lôgarit

Cho hàm số lôgarit y = log₂x.

a) Hoàn thành bảng giá trị sau:

b) Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, biểu diễn các điểm (x; y) trong bảng giá trị ở câu a. Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm (x; log₂x) và nối lại ta được đồ thị của hàm số y = log₂x.

c) Từ đồ thị đã vẽ ở câu b, hãy kết luận về tập giá trị và tính chất biến thiên của hàm số y = log₂x.

Lời giải:

a) Ta có log₂2^–3 = – 3; log₂2^–2 = – 2; log₂2^{– 1} = – 1; log₂1 = 0; log_­22 = 1; log₂2² = 2; log₂2³ = 3. Vậy ta hoàn thành được bảng đã cho như sau:

b) Trên mặt phẳng tọa độ Oxy, ta biểu diễn các điểm (x; y) ở câu a và lấy thêm nhiều điểm (x; log₂x) với x > 0, nối lại ta được đồ thị của hàm số y = log₂x như sau:

c) Từ đồ thị đã vẽ ở câu b, nhận thấy hàm số y = log₂x:

+ Có tập giá trị là ℝ;

+ Đồng biến trên (0; + ∞).

Vận dụng trang 19 Toán 11 Tập 2: Giải bài toán trong tình huống mở đầu (kết quả tính theo đơn vị triệu người và làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai).

Lời giải:

Theo bài ra ta có P = 97,34; r = 0,91%.

Từ năm 2020 đến năm 2050 là 30 năm nên t = 30.

Ước tính dân số Việt Nam vào năm 2050 là

A = Pe^rt = 97,34 ∙ e^{0,91% ∙ 30} ≈ 127,9 (triệu người).