Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu giải Sách bài tập Toán 11 Bài 1: Phép tính lũy thừa Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm các bài tập từ đó nâng cao kiến thức và biết cách vận dụng phương pháp giải vào các bài tập trong SBT Toán 11 Bài 1.

SBT Toán 11 (Chân trời sáng tạo) Bài 1: Phép tính lũy thừa

Bài 1 trang 7 SBT Toán 11 Tập 2: Tính giá trị của các biểu thức sau:

Lời giải:

Bài 2 trang 7 SBT Toán 11 Tập 2: Tính giá trị của các biểu thức sau:

a) $\sqrt[3]{0,001}$;

b) $\sqrt[5]{-32}$;

c) $\sqrt[4]{\frac{81}{16}}$;

d) $-\sqrt[6]{{100}^3}$;

e) $\sqrt[4]{{\left(\sqrt{3}-2\right)}^4}$;

g) $\sqrt[5]{{\left(2-\sqrt{5}\right)}^5}$.

Lời giải:

a) $\sqrt[3]{0,001}=\sqrt[3]{{\left(0,1\right)}^3}=0,1$.

b) $\sqrt[5]{-32}=\sqrt[5]{(-1).32}=\sqrt[5]{{\left(-1\right)}^5{.2}^5}$

= $\sqrt[5]{{\left(-1\right)}^5}.\sqrt[5]{2^5}$ = (-1).2 = -2.

c) $\sqrt[4]{\frac{81}{16}}=\sqrt[4]{\frac{3^4}{2^4}}=\sqrt[4]{{\left(\frac{3}{2}\right)}^4}=\frac{3}{2}$.

d) $-\sqrt[6]{{100}^3}=-\sqrt[6]{{\left({10}^2\right)}^3}=-\sqrt[6]{{10}^6}$ = -10.

e) $\sqrt[4]{{\left(\sqrt{3}-2\right)}^4}=\left|\sqrt{3}-2\right|=2-\sqrt{3}$.

g) $\sqrt[5]{{\left(2-\sqrt{5}\right)}^5}=2-\sqrt{5}$.

Bài 3 trang 8 SBT Toán 11 Tập 2: Tính giá trị của các biểu thức sau:

a) $\sqrt[4]{125}.\sqrt[4]{5}$;

b) $\frac{\sqrt[4]{243}}{\sqrt[4]{3}}$;

c) $\frac{\sqrt[3]{3}}{\sqrt[3]{24}}$;

d) $\sqrt{\sqrt[3]{64}}$;

e) $\sqrt[4]{3\sqrt[3]{3}}$;

g) ${\left(-\sqrt[6]{4}\right)}^3$.

Lời giải:

a) $\sqrt[4]{125}.\sqrt[4]{5}=\sqrt[4]{125.5}=\sqrt[4]{5^3.5}=\sqrt[4]{5^4}=5$.

b) $\frac{\sqrt[4]{243}}{\sqrt[4]{3}}=\sqrt[4]{\frac{243}{3}}=\sqrt[4]{81}=\sqrt[4]{3^4}=3$.

c) $\frac{\sqrt[3]{3}}{\sqrt[3]{24}}=\sqrt[3]{\frac{3}{24}}=\sqrt[3]{\frac{1}{8}}=\sqrt[3]{{\left(\frac{1}{2}\right)}^3}=\frac{1}{2}$.

d) $\sqrt{\sqrt[3]{64}}=\sqrt[6]{64}=\sqrt[6]{2^6}=2$.

e) $\sqrt[4]{3\sqrt[3]{3}}=\sqrt[4]{{\left(\sqrt[3]{3}\right)}^3.\sqrt[3]{3}}=\sqrt[4]{{\left(\sqrt[3]{3}\right)}^4}=\sqrt[3]{3}$;

g) ${\left(-\sqrt[6]{4}\right)}^3={(-1)}^3.{\left(\sqrt[6]{4}\right)}^3=-\sqrt[6]{4^3}$

= $-\sqrt[6]{{\left(2^2\right)}^3}=-\sqrt[6]{2^6}=-2$.

Bài 4 trang 8 SBT Toán 11 Tập 2: Tính giá trị của các biểu thức sau:

a) $\sqrt[3]{135}-5\sqrt[3]{5}$;

b) $\sqrt[4]{\sqrt[3]{81}}+3\sqrt[3]{3}$;

c) $\sqrt[4]{\sqrt[5]{16}}+\sqrt[5]{64}+2\sqrt[5]{2}$;

d) ${\left(\sqrt[4]{5}\right)}^5-\sqrt{\sqrt[4]{25}}$.

Lời giải:

a) $\sqrt[3]{135}-5\sqrt[3]{5}=\sqrt[3]{3^3.5}-5\sqrt[3]{5}=\sqrt[3]{3^3}.\sqrt[3]{5}-5\sqrt[3]{5}$

= $3\sqrt[3]{5}-5\sqrt[3]{5}=-2\sqrt[3]{5}$.

b) $\sqrt[4]{\sqrt[3]{81}}+3\sqrt[3]{3}=\sqrt[4]{\sqrt[3]{3^4}}+3\sqrt[3]{3}=\sqrt[3]{3}+3\sqrt[3]{3}=4\sqrt[3]{3}$.

c) $\sqrt[4]{\sqrt[5]{16}}+\sqrt[5]{64}+2\sqrt[5]{2}=\sqrt[4]{\sqrt[5]{2^4}}+\sqrt[5]{2^6}+2\sqrt[5]{2}$

= $\sqrt[5]{2}+2\sqrt[5]{2}+2\sqrt[5]{2}=5\sqrt[5]{2}$.

d) ${\left(\sqrt[4]{5}\right)}^5-\sqrt{\sqrt[4]{25}}={\left(\sqrt[4]{5}\right)}^4.\sqrt[4]{5}-\sqrt{\sqrt[4]{5^2}}$

= $5\sqrt[4]{5}-\sqrt[4]{5}=4\sqrt[4]{5}$.

Bài 5 trang 8 SBT Toán 11 Tập 2: Không sử dụng máy tính cầm tay, tính giá trị của các biểu thức sau:

a) $8^{-\frac{2}{3}}$;

b) ${32}^{-\frac{2}{5}}$;

c) 81^1,25;

d) ${1000}^{-\frac{5}{3}}$;

e) ${\left(\frac{16}{81}\right)}^{-\frac{1}{4}}$;

g) ${\left(\frac{8}{27}\right)}^{-\frac{2}{3}}$.

Lời giải:

a) $8^{-\frac{2}{3}}={\left(2^3\right)}^{-\frac{2}{3}}=2^{-2}=\frac{1}{2^2}=\frac{1}{4}$.

b) ${32}^{-\frac{2}{5}}={\left(\frac{1}{32}\right)}^{\frac{2}{5}}=\frac{1}{\sqrt[5]{{32}^2}}=\frac{1}{\sqrt[5]{{\left(2^5\right)}^2}}=\frac{1}{2^2}=\frac{1}{4}$.

c) ${81}^{1,25}={81}^{\frac{5}{4}}=\sqrt[4]{{81}^5}=\sqrt[4]{{\left(3^4\right)}^5}=3^5=243$.

d) ${1000}^{-\frac{5}{3}}={\left(\frac{1}{1000}\right)}^{\frac{5}{3}}=\frac{1}{\sqrt[3]{{1000}^5}}=\frac{1}{\sqrt[3]{{\left({10}^3\right)}^5}}=\frac{1}{{10}^5}={10}^{-5}$.

e) ${\left(\frac{16}{81}\right)}^{-\frac{1}{4}}={\left(\frac{81}{16}\right)}^{\frac{1}{4}}=\sqrt[4]{\frac{81}{16}}=\sqrt[4]{\frac{3^4}{2^4}}=\sqrt[4]{{\left(\frac{3}{2}\right)}^4}=\frac{3}{2}$.

g) ${\left(\frac{8}{27}\right)}^{-\frac{2}{3}}={\left(\frac{27}{8}\right)}^{\frac{2}{3}}=\sqrt[3]{{\left(\frac{27}{8}\right)}^2}$

= $\sqrt[3]{{\left[{\left(\frac{3}{2}\right)}^3\right]}^2}={\left(\frac{3}{2}\right)}^2=\frac{9}{4}$.

Bài 6 trang 8 SBT Toán 11 Tập 2: Viết mỗi biểu thức sau dưới dạng một lũy thừa (a > 0):

a) $\sqrt[4]{2^{-3}}$;

b) $\frac{1}{\sqrt[5]{2^3}}$;

c) ${\left(\sqrt[5]{3}\right)}^4$;

d) $\sqrt{a\sqrt[3]{a}}$;

e) $\sqrt[3]{a}.\sqrt[4]{a^3}:{\left(\sqrt[6]{a}\right)}^5$;

g) $a^{\frac{1}{3}}:a^{-\frac{3}{2}}.a^{-\frac{2}{3}}$.

Lời giải:

a) $\sqrt[4]{2^{-3}}=\sqrt[4]{{\left(\frac{1}{2}\right)}^3}={\left(\frac{1}{2}\right)}^{\frac{3}{4}}=2^{-\frac{3}{4}}$.

b) $\frac{1}{\sqrt[5]{2^3}}=\frac{1}{2^{\frac{3}{5}}}={\left(\frac{1}{2}\right)}^{\frac{3}{5}}=2^{-\frac{3}{5}}$.

c) ${\left(\sqrt[5]{3}\right)}^4=\sqrt[5]{3^4}=3^{\frac{4}{5}}$.

d) $\sqrt{a\sqrt[3]{a}}=\sqrt{{\left(\sqrt[3]{a}\right)}^3.\sqrt[3]{a}}=\sqrt{{\left(\sqrt[3]{a}\right)}^4}=\sqrt{\sqrt[3]{a^4}}=\sqrt[3]{a^2}=a^{\frac{2}{3}}$.

e) $\sqrt[3]{a}.\sqrt[4]{a^3}:{\left(\sqrt[6]{a}\right)}^5=a^{\frac{1}{3}}.a^{\frac{3}{4}}:a^{\frac{5}{6}}=a^{\frac{1}{3}+\frac{3}{4}-\frac{5}{6}}=a^{\frac{1}{4}}$.

g) $a^{\frac{1}{3}}:a^{-\frac{3}{2}}.a^{-\frac{2}{3}}=a^{\frac{1}{3}-\left(-\frac{3}{2}\right)+\left(-\frac{2}{3}\right)}=a^{\frac{1}{3}+\frac{3}{2}-\frac{2}{3}}=a^{\frac{7}{6}}$.

Bài 7 trang 8 SBT Toán 11 Tập 2: Sử dụng máy tính cầm tay, tính giá trị của các biểu thức sau (làm tròn đến chữ số thập phân thứ tư):

a) ${15}^{\frac{2}{5}}$;

b) ${20}^{-\frac{1}{2}}$;

c) 5,7^2,4;

d) 0,45^{– 2,38}.

Lời giải:

a) Nhập máy tính: 

Ta được kết quả như sau:

Làm tròn kết quả đến số thập phân thứ tư là 2,9542.

b) Nhập máy tính: 

Ta được kết quả như sau:

Làm tròn kết quả đến số thập phân thứ tư là 0,2236.

c) Nhập máy tính: 

Ta được kết quả như sau:

Làm tròn kết quả đến số thập phân thứ tư là 65,1778.

d) Nhập máy tính:

Ta được kết quả như sau:

Làm tròn kết quả đến số thập phân thứ tư là 6,6889.

Bài 8 trang 9 SBT Toán 11 Tập 2: Rút gọn các biểu thức sau:

a) $2^{\sqrt{3}+1}:2^{\sqrt{3}-1}$;

b) ${\left(3^{\sqrt{2}}\right)}^{\sqrt{8}}$;

c) ${\left[{\left(\sqrt{7}\right)}^{\sqrt{2}}\right]}^{\sqrt{8}}$;

d) $a^{2\sqrt{5}+1}:a^{2\sqrt{5}-2}$;

e) $3^{3+\sqrt{2}}.3^{-1+\sqrt{2}}.9^{1-\sqrt{2}}$;

g) ${\left(a^{-\sqrt{3}}{b}^{\frac{1}{\sqrt{3}}}\right)}^{\frac{1}{\sqrt{3}}}$.

Lời giải:

a) $2^{\sqrt{3}+1}:2^{\sqrt{3}-1}=2^{\sqrt{3}+1-(\sqrt{3}-1)}=2^2=4$.

b) ${\left(3^{\sqrt{2}}\right)}^{\sqrt{8}}=3^{\sqrt{2}.\sqrt{8}}=3^{\sqrt{2.8}}=3^{\sqrt{16}}=3^4=81$.

c) ${\left[{\left(\sqrt{7}\right)}^{\sqrt{2}}\right]}^{\sqrt{8}}={\left(\sqrt{7}\right)}^{\sqrt{2}.\sqrt{8}}={\left(\sqrt{7}\right)}^{\sqrt{2.8}}$

= ${\left(\sqrt{7}\right)}^{\sqrt{16}}={\left(\sqrt{7}\right)}^4=7^2=49$.

d) $a^{2\sqrt{5}+1}:a^{2\sqrt{5}-2}=a^{2\sqrt{5}+1-\left(2\sqrt{5}-2\right)}=a^3$.

e) $3^{3+\sqrt{2}}.3^{-1+\sqrt{2}}.9^{1-\sqrt{2}}=3^{3+\sqrt{2}}.3^{-1+\sqrt{2}}.{\left(3^2\right)}^{1-\sqrt{2}}$

= $3^{3+\sqrt{2}+\left(-1+\sqrt{2}\right)+2.\left(1-\sqrt{2}\right)}$ = 3⁴ = 81.

g) ${\left(a^{-\sqrt{3}}{b}^{\frac{1}{\sqrt{3}}}\right)}^{\frac{1}{\sqrt{3}}}={\left(a^{-\sqrt{3}}\right)}^{\frac{1}{\sqrt{3}}}.{\left(b^{\frac{1}{\sqrt{3}}}\right)}^{\frac{1}{\sqrt{3}}}$

= $a^{-\sqrt{3}.\frac{1}{\sqrt{3}}}.b^{\frac{1}{\sqrt{3}}.\frac{1}{\sqrt{3}}}=a^{-1}.b^{\frac{1}{3}}=\frac{\sqrt[3]{b}}{a}$.

Bài 9 trang 9 SBT Toán 11 Tập 2: Cho a > 0, b > 0. Rút gọn các biểu thức sau:

a) $\left(a^{\frac{1}{2}}+b^{-\frac{1}{2}}\right)\left(a^{\frac{1}{2}}-b^{-\frac{1}{2}}\right)$;

b) $\left(a^{\frac{1}{3}}+b^{\frac{1}{3}}\right)\left(a^{\frac{2}{3}}-a^{\frac{1}{3}}{b}^{\frac{1}{3}}+b^{\frac{2}{3}}\right)$.

Lời giải:

a) $\left(a^{\frac{1}{2}}+b^{-\frac{1}{2}}\right)\left(a^{\frac{1}{2}}-b^{-\frac{1}{2}}\right)={\left(a^{\frac{1}{2}}\right)}^2-{\left(b^{-\frac{1}{2}}\right)}^2$

= $a^{\frac{1}{2}.2}-b^{-\frac{1}{2}.2}$ = a - b^-1 = $a-\frac{1}{b}$;

b) $\left(a^{\frac{1}{3}}+b^{\frac{1}{3}}\right)\left(a^{\frac{2}{3}}-a^{\frac{1}{3}}{b}^{\frac{1}{3}}+b^{\frac{2}{3}}\right)={\left(a^{\frac{1}{3}}\right)}^3+{\left(b^{\frac{1}{3}}\right)}^3$

= $a^{\frac{1}{3}\cdot 3}+b^{\frac{1}{3}\cdot 3}$ = a + b.

Bài 10 trang 9 SBT Toán 11 Tập 2: Biết rằng 5^2x = 3. Tính giá trị của biểu thức $\frac{5^{3x}+5^{-3x}}{5^x+5^{-x}}$.

Lời giải:

$\frac{5^{3x}+5^{-3x}}{5^x+5^{-x}}=\frac{\left(5^x+5^{-x}\right)\left(5^{2x}-5^x{5}^{-x}+5^{-2x}\right)}{5^x+5^{-x}}$

= 5^2x - 1 + 5^-2x = 3 - 1 + $\frac{1}{3}$ = $\frac{7}{3}$.

Bài 11 trang 9 SBT Toán 11 Tập 2: Biết rằng 3^α + 3^−α = 3. Tính giá trị của các biểu thức sau:

a) $3^{\frac{\alpha }{2}}+3^{\frac{-\alpha }{2}}$;

b) 3^2α + 3^−2α.

Lời giải:

a) ${\left(3^{\frac{\alpha }{2}}+3^{\frac{-\alpha }{2}}\right)}^2$ = $3^{\alpha }+2.3^{\frac{\alpha }{2}}.3^{-\frac{\alpha }{2}}+3^{-\alpha }$

= 3^α + 2 + 3^–α = 3 + 2 = 5

Suy ra $3^{\frac{\alpha }{2}}+3^{\frac{-\alpha }{2}}=\sqrt{5}$ (do $3^{\frac{\alpha }{2}}+3^{\frac{-\alpha }{2}}>0$).

b) 3^2α + 3^−2α = (3^α + 3^−α)² - 2.3^α.3^−α

= 3² - 2 = 7.

Bài 12 trang 9 SBT Toán 11 Tập 2: Biết rằng 4^x = 25^y = 10. Tính giá trị của biểu thức $\frac{1}{x}+\frac{1}{y}$.

Lời giải:

Ta có: 4^x = 25^y = 10 nên 4 = ${10}^{\frac{1}{x}}$; 25 = ${10}^{\frac{1}{y}}$.

Từ đó, ${10}^{\frac{1}{x}+\frac{1}{y}}={10}^{\frac{1}{x}}.{10}^{\frac{1}{y}}$ = 4.25 = 100 = 10².

Do đó $\frac{1}{x}+\frac{1}{y}$ = 2.

Bài 13 trang 9 SBT Toán 11 Tập 2: 

Cường độ ánh sáng tại độ sâu h (m) dưới một mặt hồ được tính bằng công thức $I_h=I_0{\left(\frac{1}{2}\right)}^{\frac{h}{4}}$, trong đó I­₀ là cường độ ánh sáng tại mặt hồ đó.

a) Cường độ ánh sáng tại độ sâu 1 m bằng bao nhiêu phần trăm so với cường độ ánh sáng tại mặt hồ?

b) Cường độ ánh sáng tại độ sâu 3 m gấp bao nhiêu lần cường độ ánh sáng tại độ sâu 6 m?

Lời giải:

a) Gọi cường độ ánh sáng tại độ sâu 1 m là I₁. Cường độ ánh sáng tại độ sâu 1 m dưới một mặt hồ được tính bằng công thức:

$\frac{I_1}{I_0}={\left(\frac{1}{2}\right)}^{\frac{1}{4}}\approx 0,84$ = 84%.

Vậy cường độ ánh sáng tại độ sâu 1 m bằng 84% so với cường độ ánh sáng tại mặt hồ.

b) Tỉ số cường độ ánh sáng tại độ sâu 3 m so với cường độ ánh sáng tại độ sâu 6 m là:

$\frac{I_3}{I_6}={\left(\frac{1}{2}\right)}^{\frac{3}{4}-\frac{6}{4}}={\left(\frac{1}{2}\right)}^{-\frac{3}{4}}\approx 1,68$ (lần)

Vậycường độ ánh sáng tại độ sâu 3 m gấp khoảng 1,68 lần cường độ ánh sáng tại độ sâu 6 m.