100 bài tập về hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit (2024 có đáp án) và cách giải các dạng toán

Cách giải các dạng toán về hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit gồm phương pháp giải, ví dụ minh họa có lời giải và bài tập tự luyện sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập các dạng toán về hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit của hàm số. Mời các bạn đón xem:

1 112 lượt xem


Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập

I. LÝ THUYẾT

1. Hàm số mũ

Hàm số có dạng y=ax0<a1 được gọi là hàm số mũ.

+ Tập xác địnhD=.

+ Tập giá trị: T=0;+.

+ Sự biến thiên:

Khi a > 1 hàm số đồng biến trên khoảng ;+

Khi 0 < a < 1 hàm số nghịch biến trên khoảng ;+

+ Đồ thị nhận trục hoành làm tiệm cận ngang.

+ Đạo hàm:

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

+ Bảng biến thiên và đồ thị:

Với: y=ax, (a > 1)

Bảng biến thiên.

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Đồ thị như hình sau.

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Với: y=ax, (0 < a < 1)

Bảng biến thiên.

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Đồ thị như hình sau.

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

2. Hàm số lũy thừa

+ Khái niệm: Hàm số y=xα, với α, được gọi là hàm số lũy thừa.

+ Tập xác định: Tập xác định của hàm số lũy thừa y=xα tùy thuộc vào giá trị của α.

Cụ thể:

- Với α nguyên dương, tập xác định là R.

- Với α nguyên âm hoặc bằng 0, tập xác định là \0.

- Với không nguyên, tập xác định .

+ Đạo hàm:

xα'=α.xα1

u = u(x) uα'=α.u'.uα1

+ Sự biến thiên của hàm số y=xα trong khoảng 0;+

Với > 0: Hàm số đồng biến trong khoảng 0;+

Với < 0: Hàm số nghịch biến trong khoảng 0;+

+ Đồ thị hàm số y=xα trong khoảng 0;+

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Đồ thị của hàm số lũy thừa y=xα luôn đi qua điểm I(1,1).

3. Hàm số logarit

Hàm số có dạng y=logax 0<a1

Tập xác định: D=0;+

Tập giá trị: T=.

Đạo hàm:

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Sự biến thiên: Khi a > 1 hàm số đồng biến trên khoảng 0;+,

Khi 0 < a < 1 hàm số nghịch biến trên khoảng 0;+.

Đồ thị:

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Đồ thị nhận trục tung làm tiệm cận đứng.

IICÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Dạng 1: Tìm tập xác định của hàm số.

A. Phương pháp giải

Bước 1 : Tìm tập xác định của hàm số lũy thừa: y=uxα,α

+ Nếu α+, hàm số xác định khi u(x)xác định.

+ Nếu αα=0, hàm số xác định khi ux0.

+ Nếu α, hàm số xác định khi u(x) > 0.

Bước 2 : Tìm tập xác định của hàm số logarit:

Dựa vào định nghĩa logarit logab xác địnha>0,a1b>0

B. Ví dụ minh họa

Câu 1. Hàm số y=x212 có tập xác định là

A. D=2;+

B. D=

C. D=2;+

D. D=\2

Lời giải

Chọn C

Vì 12 không nguyên nên hàm số y=x212 xác định khi x2>0x>2.

Tập xác định của hàm số là D=2;+.

Câu 2. Tập xác định của hàm số y=x25x+62019 là

A. ;23;+

B.(2;3).

C. R\2;3

D. ;23;+

Lời giải

Chọn C

Vì -2019 là số nguyên âm nên hàm số y=x25x+62019 xác định khi :

x25x+60x2x3

Câu 3.Tìm tập xác định của hàm số y=x2x22.

A. D=

B. D=;12;+

C. D=;12;+

D. D=\1;2

Lời giải

Chọn C

Vì 2 không nguyên nên hàm số y=x2x22 xác định khi:

x2x2>0x<1x>2

TXĐ: D=;12;+

Câu 4.Cho hàm số y=x4. Tìm mệnh đề sai trong các mệnh đề sau.

A. Đồ thị hàm số có một trục đối xứng.

B. Đồ thị hàm số đi qua điểm(1,1).

C. Đồ thị hàm số có hai đường tiệm cận.

D. Đồ thị hàm số có một tâm đối xứng.

Lời giải

Chọn D

* TXĐ: D=\0.

Ta có: y=x4=1x4xDxD và yx=1x4=1x4=yx nên hàm số đã cho là hàm số chẵn Đồ thị hàm số nhận trục Oy làm trục đối xứng A đúng.

* Đồ thị hàm số đi qua điểm (1;1) nên B đúng.

* Ta có: limx±y=0TCN: y = 0;limx0+y=+ TCĐ: x = 0.

Đồ thị hàm số có hai đường tiệm cận nên C đúng.

Câu 5. Tập xác định của hàm số y=x327π2 là

A. D=3;+

B. D=\2

C. 

D. D=3;+

Lời giải

Chọn A

Vì π2 không nguyên nên hàm số đã cho xác định khi :

x327>0x3>27x>3

Câu 6. Có bao nhiêu giá trị nguyên của m2018;2018 để hàm số y=x22xm+12018 có tập xác định là D=

A. 2017.

B. Vô số.

C. 2018.

D. 2016.

Lời giải

Chọn A

Vì 2018 không nguyên nên hàm số y=x22xm+12018 có tập xác định là D khi và chỉ khi x22xm+1>0,

xx22x+1>m,

xx12>m,

xm<0.

m2018;2018m2018;0

mà m nguyên nên m2017;2016;...;1.Vậy có 2017 giá trị nguyên của m.

Câu 7: Tìm tập xác định D của hàm số y=log32x+1.

A. D=;12

B. D=12;+

C. D=0;+

D. D=12;+

Lời giải

Chọn D

Hàm số y=log32x+1 có nghĩa khi 2x+1>0x>12. Vậy TXĐ là D=12;+

Câu 8: Tìm tập xác định D của hàm số y=log3x2+3x+2

A. D = [-2, -1].

B. D=;21;+

C. D = (-2, -1).

D. D=;21;+

Lời giải

Chọn B

Điều kiện x2+3x+2>0x<2x>1. Vậy tập xác định của hàm số y=log3x2+3x+2 là: D=;21;+

Câu 9: Hàm số y=log2x2+5x6 có tập xác định là:

A. (2, 3).

B. ;23;+

C. ;2

D. 3;+

Lời giải

Chọn A

Hàm số có nghĩa khi và chỉ khi x2+5x6>0 2 < x < 3.

Kết luận. Vậy tập xác định là (2; 3).

Câu 10: Tập xác định của hàm số y=lnx1+lnx+1 là:

A. 1;+

B. ;2

C. 

D. 2;+

Lời giải

Chọn A

Ta có:

x1>0x+1>0x>1x>1x>1

Kết luận: Vậy tập xác định D=1;+.

Dạng 2: Tính đạo hàm của hàm số.

A. Phương pháp giải

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

B. Ví dụ minh họa

Câu 1. Cho hàm số y=2x2+4x+13. Khi đó đạo hàm y’(0) bằng

A. 43

B. 0.

C. 123

D. 28.

Lời giải

Chọn A

y=2x2+4x+13y'x=3.4x+4.2x2+4x+131y'0=43

Câu 2. Tính đạo hàm của hàm số y=x2+132

A. 32x2+112

B. 34x14

C. 322x12

D. 3xx2+112 .

Lời giải

Chọn D

Ta có

y'=x2+132'=32x2+112.x2+1'=3xx2+112

Câu 3. Cho hàm số y=x+22. Gọi y’’ là đạo hàm cấp hai của hàm số y trên tập xác định của hàm số. Khẳng định nào sau đây là đúng?

A. 2y’’ – 3y = 0.

B. y''24y=0

C. 2y’’ + 2y = 0

D. y''6y2=0

Lời giải

Chọn D

Ta có:

y=x+22y'=2x+23y''=6x+24

Suy ra :

y''6y2=6x+246.1x+222=0

Câu 4Tính đạo hàm của hàm số y=log2017x2+1 .

A. y'=2x2017

B. y'=2xx2+1ln2017

C. y'=1x2+1ln2017

D. y'=1x2+1

Lời giải

Chọn B

Ta có

y'=log2017x2+1'=x2+1'x2+1ln2017=2xx2+1ln2017

Câu 5: Cho hàm số y=2xex+3sin2x. Khi đó y’(0) có giá trị bằng

A. 8.

B. -4.

C. 2.

D. 5.

Lời giải

Chọn A

y=2xex+3sin2xy'=2ex+xex+6cos2xy'0=8

Câu 6: Tính đạo hàm của hàm số y=21x.

A. y'=ln221x.21x

B. y'=ln221x.21x

C. y'=21x21x

D. y'=21x21x

Lời giải

Chọn A

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Câu 7: Cho hàm số y=ex+ex. Tính y''1=?

A. e+1e

B. e1e

C. e+1e

D. e1e

Lời giải

Chọn A

Ta có:

y'=exexy''=ex+exy''1=e+1e

Câu 8: Tính đạo hàm của hàm số y=36x+1.

A. y'=36x+2.2

B. y'=36x+2.2

C. y'=36x+2.2ln3

D. y'=36x+1.ln3

Lời giải

Chọn C

Ta có:

y=36x+1y'=6x+1'36x+1ln3=636x+1ln3=36x+22ln3

Câu 9Cho hàm số y=ln1x+1. Hệ thức nào sau đây đúng?

A. xy'+1=ey

B. xey+y'=0

C. xy'+ey=1

D. xey+y'=1

Lời giải

Chọn A

Ta có:

y=ln1x+1y'=1x+1x.y'+1=xx+1+1=1x+1=eln1x+1=ey

Câu 10: Đạo hàm của hàm số fx=lnx+x2+a+Ca>0 là :

A1x2+a

B. 1x+x2+a

C. x2+a

D. x+x2+a

Lời giải

Chọn A

Áp dụng công thức:

lnu'=u'uf'x=x+x2+a'x+x2+a=1+xx2+ax+x2+a=1x2+a

Dạng 3: Khảo sát sự biến thiên và đồ thị của hàm số.

A. Phương pháp giải

Sự biến thiên của các hàm số: Áp dụng tính chất:

a) Hàm số lũy thừa  y=xα trong khoảng 0;+

Với \(\alpha\)> 0: Hàm số đồng biến trong khoảng 0;+

Với \(\alpha\)< 0: Hàm số nghịch biến trong khoảng 0;+

b) Hàm số mũ: y=ax  a>0,a1. Tập xác định: R.

Nếu a > 1: hàm số luôn đồng biến.

Nếu 0 < a < 1: hàm số luôn nghịch biến.

c) Hàm số logarit y=logax  a>0,a1. Tập xác định: 0;+

Nếu a > 1: hàm số đồng biến 0;+

Nếu 0 < a < 1: hàm số nghịch biến 0;+

- Đồ thị của các hàm số.

+Bước 1 : Dựa vào tính đơn điệu của hàm số.

+Bước 2 : Đồ thị của hàm số lũy thừa y=xα luôn đi qua điểm I(1,1).

Đồ thị hàm số mũ y=ax đi qua điểm A1;a.

Đồ thị hàm số đi y=logax qua điểm Ba;1.

BVí dụ minh họa

Câu 1. Hàm số nào sau đây luôn nghịch biến trên tập xác định của nó:

A. y=x3

B. y=xπ

C. y=x32

D. y=x5

Lời giải

Chọn C

Hàm số có y=x3 tập xác định là 0;+ và α=3 > 0 nên hàm số đồng biến trong khoảng 0;+

Hàm số có y=xπ tập xác định là 0;+ và α=π> 0 nên hàm số đồng biến trong khoảng 0;+

Hàm số có tập xác định là 0;+ và α=32 < 0 nên hàm số nghịch biến trong khoảng 0;+

Hàm số có tập xác định là 0;+ và α=5> 0 nên hàm số đồng biến trong khoảng 0;+

Câu 2. Cho ba hàm số y=x3y=x15y=x2. Khi đó đồ thị của ba hàm số y=x3y=x15 ,y=x2 lần lượt là

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

A. (C3), (C2), (C1).

B. (C2), (C3), (C1).

C. (C2), (C1), (C3).

D. (C1), (C3), (C2).

Lời giải

Chọn B

Nhìn vào đồ thị (C1) ta thấy nó đi xuống từ trái sang phải. Là đồ thị của hàm số nghịch biến nên nó là đồ thị của hàm số y=x2.

Vì 3>1 nên đồ thị của hàm số y=x3 là (C2)

Do đó (C3) là đồ thị của hàm số y=x15; Vậy đáp án là: B

Câu 3: Hàm số nào sau đây đồng biến trên tập xác định của nó?

A. y=log21x

B. y=20172x

C. y=log123x

D. y=32x+1

Lời giải

Chọn C

Hàm số y=log123x có TXĐ D=;3

Ta có :

y'=3x'3x.ln12=13x.ln12>0,x<3

Câu 4: Hàm số nào sau đây nghịch biến trên tập xác định của nó?

A. y=logeπx

B. y=log3x

C. y=log2x

D. y=logπx

Lời giải

Chọn A

Xét hàm y=logeπx có TXĐ: D=0;+

Vì 0<eπ<1 nên y=logeπx là hàm nghịch biến trên tập xác định D.

Câu 5: Cho hàm số y=34x22x+2. Trong các khẳng định dưới đây, khẳng định nào đúng?

A. Hàm số luôn đồng biến trên R.

B. Hàm số luôn nghịch biến trên khoảng ;1.

C. Hàm số luôn đồng biến trên trên ;1.

D. Hàm số luôn nghịch biến trên R.

Lời giải

Chọn C

y'=2x234x22x+2ln34

y'=0x=1

Bảng biến thiên:

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Từ bảng biến thiên ta có hàm số luôn đồng biến trên trên ;1.

Câu 6Tìm tất cả các giá trị của tham số m để hàm số y=ln16x2+1m+1x+m+2 nghịch biến trên khoảng ;.

A. m;3

Bm3;+

C. m;3

D. m3;3

Lời giải

Chọn B

Ta có:

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Hàm số nghịch biến trên R khi và chỉ khi y'0x

32x16x2+1m+10,

.x

Cách 1:

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

TH: m=1 thì (1) thành x0 nên m=1 không thỏa mãn

Cách 2: ,

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Bảng biến thiên:

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Dựa vào bảng biến thiên ta có maxgx=4

Do đó:

m+14m3

IIIBÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu 1: Tập xác định D của hàm số y=x23x+22 là

A. D=\1;2

B. D=;12;+

C. D=;12;+

D. D=\1;2

Câu 2: Hàm số y=x22x+2ex có đạo hàm là

A. 2x+2ex

B. x2ex

C. 2xex

D. 2x2ex

Câu 3: Tính đạo hàm của hàm số y=21x.

A. y'=ln221x.21x

B. y'=ln221x.21x

C. y'=21x21x

D. y'=21x21x .

Câu 4: Đạo hàm của hàm số y=(2x25x+2)ex là:

A. xex

B. 2x2x3ex

C. 2x2ex

D. 4x5ex .

Câu 5: Tập xác định D của hàm số y=log3log2x là

A. D=

B. D=0;1

C. D=0;+

D. D=1;+ .

Câu 6: Cho hàm số y=log2x2. Tìm khẳng định sai.

A. Hàm số đồng biến trên 0;+.

B. Hàm số nghịch biến trên ;0.

C. Hàm số có một điểm cực tiểu.

D. Đồ thị hàm số có đường tiệm cận.

Câu 7: Cho ba số a, b, c dương và khác 1. Các hàm số y=logaxy=logbxy=logcx có đồ thị như hình vẽ sau

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Khẳng định nào dưới đây đúng?

A. a>c>b

B. a>b>c .

C. c>b>a

D. b>c>a .

Câu 8: Tập xác định y=2x2+5x2+ln1x21 là:

A. D=1;2

B. D=1;2

C. D=1;1

D. D=1;2

Câu 9Tìm tập xác định của hàm số y=log310xx23x+2.

A. D=;12;10

B. D=1;+

C. D=;10

D. D=2;10

Câu 10: Đạo hàm của hàm số y=log8x23x4 là:

A. 2x3x23x4ln8

B. 2x3x23x4ln2

C. 2x3x23x4

D. 1x23x4ln8

Câu 11: Đạo hàm của hàm số y=log2sinx1 trên tập xác định là:

A. y'=2cosx2sinx1.

B. y'=2cosx2sinx1.

C. y'=2cosx2sinx1ln10.

D. y'=2cosx2sinx1ln10.

Câu 12: Tính đạo hàm của hàm số y=ln1+x+1.

A. y'=12x+11+x+1

B. y'=11+x+1 .

C. y'=1x+11+x+1

D. y'=2x+11+x+1 .

Bảng đáp án bài tập tự luyện

Hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

1 112 lượt xem