Chương I. Phương trình và hệ hai phương trình bậc nhất hai ẩn

Bài 3. Giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình

SGK Toán 9 — Kết nối tri thức, tập 1 · 9 bài tập, mỗi câu ít nhất 2 cách giải.

Mở bài học này trong app ↗
Bài 1 · Mở đầu — HĐ1, HĐ2, HĐ3 (trang 21)★★Trang 21Lập hệ phương trình từ bài toán hợp kim (khối lượng — thể tích)
Mở đầu — HĐ1, HĐ2, HĐ3 (trang 21). Một vật có khối lượng 124 g và thể tích 15 cm là hợp kim của đồng và kẽm. Tính xem trong đó có bao nhiêu gam đồng và bao nhiêu gam kẽm, biết rằng 1 cm đồng nặng 8,9 g và 1 cm kẽm nặng 7 g.
Gọi là số gam đồng, là số gam kẽm cần tính.
HĐ1. Biểu thị khối lượng của vật qua .
HĐ2. Biểu thị thể tích của vật qua .
HĐ3. Giải hệ gồm hai phương trình bậc nhất hai ẩn , nhận được ở HĐ1 và HĐ2, từ đó trả lời câu hỏi của bài toán.
Kiến thức cần nhớ
  • Khối lượng = khối lượng riêng × thể tích, nên thể tích = khối lượng chia cho khối lượng riêng.
  • Khi gọi hai ẩn cho một bài toán thực tế, phải đặt điều kiện đúng nghĩa thực tế (ở đây là số gam nên , ).
1Cách 1. Lập hệ theo khối lượng đồng, khối lượng kẽm, giải bằng phương pháp thế

Định hướng. Gọi thẳng số gam đồng và số gam kẽm làm hai ẩn, một phương trình đến từ tổng khối lượng, phương trình còn lại đến từ tổng thể tích.

Gọi (g) là khối lượng đồng, (g) là khối lượng kẽm trong vật, điều kiện , .
Khối lượng của vật: (1)
Thể tích của g đồng: cm; thể tích của g kẽm: cm
Thể tích của vật: (2)
Từ (1):
Thay vào (2):




Vậy vật có g đồng và g kẽm.

2Cách 2. Lập hệ theo thể tích đồng, thể tích kẽm

Định hướng. Đổi vai trò ẩn số: gọi thẳng thể tích của mỗi kim loại, phương trình tổng thể tích trở nên đơn giản, còn khối lượng đồng và kẽm được suy ra ở bước cuối.

Gọi (cm) là thể tích đồng, (cm) là thể tích kẽm trong vật, điều kiện , .
Thể tích của vật: (1)
Khối lượng đồng: (g); khối lượng kẽm: (g)
Khối lượng của vật: (2)
Từ (1):
Thay vào (2):




Khối lượng đồng: (g); khối lượng kẽm: (g)

Vậy vật có g đồng và g kẽm, khớp với kết quả ở Cách 1.

Nhận xét. Hai cách chọn ẩn khác nhau (khối lượng hoặc thể tích) đều dẫn tới cùng một đáp số, vì khối lượng và thể tích của mỗi kim loại luôn tỉ lệ với nhau qua khối lượng riêng.

Đáp số. Đồng: g; kẽm: g.
Sai lầm thường gặp. Nhầm khối lượng riêng với khối lượng: viết thể tích là (nhân) thay vì (chia), do quên rằng khối lượng riêng khối lượng chia cho thể tích nên thể tích khối lượng chia cho khối lượng riêng.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 21
Bài 2 · Ví dụ 1 (trang 21–22)★★Trang 21Toán tìm hai số biết tổng và phép chia có dư
Ví dụ 1 (trang 21). Tìm hai số tự nhiên có tổng bằng , biết rằng nếu lấy số lớn chia cho số nhỏ thì được thương là và số dư là .
Kiến thức cần nhớ
  • Trong phép chia có dư, số bị chia số chia thương số dư, và số dư luôn nhỏ hơn số chia.
  • Điều kiện của ẩn phải phản ánh đúng vai trò số lớn — số nhỏ trong phép chia.
1Cách 1. Lập hệ, giải bằng phương pháp thế

Định hướng. Gọi số nhỏ và số lớn làm hai ẩn, một phương trình đến từ tổng hai số, phương trình còn lại đến từ hệ thức chia có dư, rồi thế để đưa về một ẩn.

Gọi là số nhỏ, là số lớn (). Vì số dư trong phép chia cho nên ; điều kiện .
Tổng hai số: (1)
Chia cho được thương , dư : (2)
Thay (2) vào (1):


Vậy giá trị , thoả mãn ; hai số cần tìm là .

2Cách 2. Giải bằng phương pháp cộng đại số

Định hướng. Đưa hệ thức chia dư về dạng cùng vế với phương trình tổng rồi trừ hai phương trình cho nhau để khử luôn ẩn .


Trừ vế theo vế:


Vậy hai số cần tìm là , thoả mãn .

Nhận xét. Cách 2 khử ẩn ngay bằng phép trừ hai phương trình, không cần rút ra trước như Cách 1.

Đáp số. Hai số cần tìm là .
Sai lầm thường gặp. Quên đặt điều kiện (vì số dư phải nhỏ hơn số chia) nên không kiểm tra được nghiệm có hợp lệ hay không.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 21–22
Bài 3 · Luyện tập 1 (trang 22)★★★Trang 22Toán chuyển động ngược chiều, xuất phát lệch giờ
Luyện tập 1 (trang 22). Một chiếc xe khách đi từ Thành phố Hồ Chí Minh đến Cần Thơ, quãng đường dài km. Sau khi xe khách xuất phát giờ phút, một chiếc xe tải bắt đầu đi từ Cần Thơ về Thành phố Hồ Chí Minh và gặp xe khách sau đó phút. Tính vận tốc của mỗi xe, biết rằng mỗi giờ xe khách đi nhanh hơn xe tải km.
Kiến thức cần nhớ
  • Hai xe đi ngược chiều, xuất phát không cùng lúc thì gặp nhau khi tổng quãng đường mỗi xe đã đi (tính từ lúc xe đó xuất phát đến lúc gặp) bằng quãng đường ban đầu.
  • Đổi phút ra giờ trước khi lập phương trình: giờ phút giờ, phút giờ.
1Cách 1. Lập hệ, giải bằng phương pháp thế

Định hướng. Gọi vận tốc hai xe làm hai ẩn, một phương trình đến từ chênh lệch vận tốc, phương trình còn lại đến từ tổng quãng đường hai xe đã đi tới lúc gặp nhau.

Gọi (km/h) là vận tốc xe tải, (km/h) là vận tốc xe khách, điều kiện , .
Xe khách nhanh hơn xe tải km/h: (1)
Tính đến lúc gặp nhau, xe khách đã đi giờ phút cộng phút, tức giờ phút giờ; xe tải đã đi phút giờ
Hai xe đi ngược chiều nên tổng quãng đường đã đi bằng km: (2)
Thay (1) vào (2):




Vậy vận tốc xe tải là km/h, vận tốc xe khách là km/h.

2Cách 2. Giải bằng phương pháp cộng đại số

Định hướng. Đưa cả hai phương trình về cùng dạng chứa rồi nhân, trừ để khử một ẩn, không cần thế trực tiếp.


Từ phương trình thứ hai:

Trừ vế theo vế:


Vậy vận tốc xe tải là km/h, vận tốc xe khách là km/h, thoả mãn .

Nhận xét. Kiểm tra lại: quãng đường xe khách đi được là km, xe tải đi được km, tổng đúng bằng km.

Đáp số. Vận tốc xe tải: km/h; vận tốc xe khách: km/h.
Sai lầm thường gặp. Quên đổi phút ra giờ, hoặc cộng nhầm mốc thời gian (dùng giờ phút cho xe tải thay vì cho xe khách).
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 22
Bài 4 · Ví dụ 2 (trang 22–23)★★★Trang 22Toán làm chung công việc dùng ẩn phụ (nghịch đảo thời gian)
Ví dụ 2 (trang 22). Hai đội công nhân cùng làm một đoạn đường trong ngày thì xong. Mỗi ngày, đội I làm được nhiều gấp rưỡi đội II. Hỏi nếu làm một mình thì mỗi đội làm xong đoạn đường đó trong bao lâu? (Giả sử năng suất của mỗi đội là không đổi.)
Kiến thức cần nhớ
  • Nếu một đội làm riêng xong việc trong ngày thì mỗi ngày đội đó làm được công việc.
  • Khi hai đội làm chung, năng suất chung bằng tổng hai năng suất riêng: .
1Cách 1. Đặt ẩn phụ , , giải bằng thế

Định hướng. Gọi số ngày làm riêng của mỗi đội làm ẩn, biểu diễn năng suất mỗi ngày qua , , rồi đặt ẩn phụ , để đưa về hệ bậc nhất hai ẩn .

Gọi (ngày) là thời gian đội I làm riêng xong việc, (ngày) là thời gian đội II làm riêng xong việc, điều kiện , .
Mỗi ngày đội I làm được , đội II làm được (công việc)
Đội I làm gấp rưỡi đội II: (1)
Làm chung xong trong ngày: (2)
Đặt , (), hệ (1), (2) trở thành
Thay vào :



;

Vậy làm một mình, đội I làm xong đoạn đường trong ngày, đội II làm xong trong ngày.

2Cách 2. Dùng tỉ lệ chung giữa hai năng suất

Định hướng. Hệ thức đội I gấp rưỡi đội II cho biết ngay tỉ lệ , nên đặt theo một tỉ lệ chung rồi dùng phương trình năng suất chung để tìm hằng số tỉ lệ đó.

Từ suy ra
Đặt , với
Thay vào :


nên ; nên

Vậy đội I làm một mình xong trong ngày, đội II làm một mình xong trong ngày, đúng bằng kết quả ở Cách 1.

Nhận xét. Cách 2 không cần đặt hai ẩn phụ riêng biệt, chỉ cần một tham số nhờ đã biết trước tỉ lệ giữa hai năng suất.

Đáp số. Đội I làm riêng xong trong ngày; đội II làm riêng xong trong ngày.
Sai lầm thường gặp. Nhầm là năng suất thay vì số ngày, dẫn đến lập sai phương trình năng suất chung; hoặc hiểu 'gấp rưỡi' là gấp lần thay vì gấp lần.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 22–23
Bài 5 · Luyện tập 2 (trang 23)★★★Trang 23Toán vòi nước chảy chung, hai mốc thời gian khác nhau
Luyện tập 2 (trang 23). Nếu hai vòi nước cùng chảy vào một bể không có nước thì bể sẽ đầy trong giờ phút. Nếu mở riêng vòi thứ nhất trong phút và vòi thứ hai trong phút thì chỉ được bể nước. Hỏi nếu mở riêng từng vòi thì thời gian để mỗi vòi chảy đầy bể là bao nhiêu phút?
Kiến thức cần nhớ
  • Đổi mọi thời gian về cùng đơn vị phút trước khi lập phương trình: giờ phút phút.
  • Trong phút, vòi chảy đầy bể trong phút sẽ chảy được bể.
1Cách 1. Đặt ẩn phụ , , giải bằng thế

Định hướng. Gọi thời gian mỗi vòi chảy một mình đầy bể làm ẩn, đặt ẩn phụ bằng nghịch đảo để hai dữ kiện của đề trở thành hệ bậc nhất hai ẩn.

Gọi (phút) là thời gian vòi thứ nhất chảy một mình đầy bể, (phút) là thời gian vòi thứ hai chảy một mình đầy bể, điều kiện , .
Hai vòi chảy chung trong giờ phút phút thì đầy bể: (1)
Vòi một chảy phút, vòi hai chảy phút được bể: (2)
Đặt , (), hệ trở thành
Từ phương trình đầu:
Thay vào phương trình sau:




;

Vậy vòi thứ nhất chảy một mình đầy bể trong phút, vòi thứ hai chảy một mình đầy bể trong phút.

2Cách 2. Giải trực tiếp bằng phương pháp cộng đại số

Định hướng. Nhân phương trình vòi chảy chung cho một hệ số thích hợp rồi trừ cho phương trình còn lại để khử ngay , khỏi cần gọi tên ẩn phụ.


Nhân phương trình đầu với :
Trừ cho phương trình sau:



Vậy vòi thứ nhất chảy một mình đầy bể trong phút, vòi thứ hai chảy một mình đầy bể trong phút, đúng bằng Cách 1.

Nhận xét. phút giờ, phút giờ; hai vòi chảy chung nhanh hơn hẳn từng vòi chảy riêng, đúng như thực tế.

Đáp số. Vòi thứ nhất: phút ( giờ); vòi thứ hai: phút ( giờ).
Sai lầm thường gặp. Quên đổi giờ phút ra phút ( phút) mà lấy luôn số giờ, gây lẫn đơn vị với dữ kiện thứ hai vốn đã tính theo phút.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 23
Bài 6 · Bài 1.15 (trang 23)★★Trang 23Toán tìm số tự nhiên hai chữ số theo tổng và hiệu khi đảo chữ số
Bài 1.15 (trang 23). Tìm số tự nhiên có hai chữ số, biết rằng tổng của hai chữ số đó bằng , và nếu viết hai chữ số đó theo thứ tự ngược lại thì được một số lớn hơn đơn vị.
Kiến thức cần nhớ
  • Số tự nhiên có hai chữ số dạng với là chữ số hàng chục (), là chữ số hàng đơn vị ().
  • Số viết theo thứ tự ngược lại là .
1Cách 1. Lập hệ theo hai chữ số, giải bằng thế

Định hướng. Gọi hai chữ số của làm ẩn, một phương trình đến từ tổng hai chữ số, phương trình còn lại đến từ hiệu giữa số viết ngược và số .

Gọi là chữ số hàng chục, là chữ số hàng đơn vị của , điều kiện , , .
; số viết ngược lại là
Tổng hai chữ số bằng : (1)
Số viết ngược lớn hơn : , hay , tức (2)
Từ (1):
Thay vào (2):



Vậy , thoả mãn điều kiện của chữ số; số cần tìm là .

2Cách 2. Liệt kê thử trực tiếp các cặp chữ số

Định hướng. là chữ số nên chỉ có một số hữu hạn cặp hợp lệ, liệt kê hết rồi kiểm tra điều kiện hiệu là chọn được ngay số đúng.

, , nên
: , số ngược , hiệu (loại)
: , số ngược , hiệu (nhận)
: , số ngược , hiệu (loại)
: , số ngược , hiệu (loại)
: , số ngược , hiệu (loại)
: , số ngược , hiệu (loại)
: , số ngược , hiệu (loại)

Vậy chỉ có thoả mãn đề bài.

Nhận xét. Liệt kê trực tiếp giúp thấy ngay chỉ đúng một số thoả mãn, khớp với nghiệm duy nhất tìm được ở Cách 1.

Đáp số. .
Sai lầm thường gặp. Không đặt điều kiện (chữ số hàng chục khác ) nên có thể chấp nhận cả những cặp không tạo thành số tự nhiên có hai chữ số.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 23
Bài 7 · Bài 1.16 (trang 23)★★★Trang 23Toán trung bình cộng có trọng số, dùng bảng thống kê
Bài 1.16 (trang 23). Điểm số trung bình của một vận động viên bắn súng sau lần bắn là điểm. Kết quả cụ thể được ghi trong bảng sau, trong đó có hai ô bị mờ không đọc được (đánh dấu "?"):
Điểm số của mỗi lần bắn: ; ; ; ; .
Số lần bắn tương ứng: ; ; ; ; .
Em hãy tìm lại các số bị mờ trong hai ô đó.
Kiến thức cần nhớ
  • Điểm trung bình tổng điểm chia cho tổng số lần bắn.
  • Tổng số lần bắn ở các mức điểm phải bằng đúng .
1Cách 1. Lập hệ theo hai ô bị mờ, giải bằng thế

Định hướng. Gọi số lần bắn được điểm và điểm làm hai ẩn, một phương trình đến từ tổng số lần bắn, phương trình còn lại đến từ tổng điểm chia cho bằng .

Gọi là số lần bắn được điểm, là số lần bắn được điểm, điều kiện .
Tổng số lần bắn là : , hay (1)
Tổng điểm bằng :

, hay (2)
Từ (1):
Thay vào (2):



Vậy lần bắn được điểm và lần bắn được điểm.

2Cách 2. Giải bằng phương pháp cộng đại số

Định hướng. Nhân phương trình tổng số lần cho hệ số thích hợp rồi trừ cho phương trình tổng điểm để khử ngay ẩn .


Nhân phương trình đầu với :
Trừ cho phương trình sau:

Vậy số lần bắn được điểm là , số lần bắn được điểm là , đúng bằng Cách 1.

Nhận xét. Kiểm tra lại: tổng điểm , chia cho đúng bằng .

Đáp số. Số lần bắn được điểm: ; số lần bắn được điểm: .
Sai lầm thường gặp. Quên nhân điểm trung bình với để ra tổng điểm, mà đem so sánh trực tiếp với tổng các tích điểm nhân số lần.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 23
Bài 8 · Bài 1.17 (trang 23)★★★Trang 23Toán tăng phần trăm so với năm trước, tổng hai đại lượng
Bài 1.17 (trang 23). Năm ngoái, hai đơn vị sản xuất nông nghiệp thu hoạch được tấn thóc. Năm nay, hai đơn vị thu hoạch được tấn thóc. Hỏi năm nay, mỗi đơn vị thu hoạch được bao nhiêu tấn thóc, biết rằng năm nay, đơn vị thứ nhất làm vượt mức , đơn vị thứ hai làm vượt mức so với năm ngoái? Hãy dùng máy tính cầm tay để kiểm tra lại kết quả thu được.
Kiến thức cần nhớ
  • Nếu năm ngoái là và năm nay vượt mức thì năm nay là .
  • Có thể chọn ẩn là sản lượng năm ngoái hoặc sản lượng năm nay, miễn diễn đạt đúng quan hệ phần trăm.
1Cách 1. Lập hệ theo sản lượng năm ngoái, giải bằng thế

Định hướng. Gọi sản lượng năm ngoái của hai đơn vị làm ẩn, một phương trình từ tổng sản lượng năm ngoái, phương trình còn lại từ tổng sản lượng năm nay sau khi cộng thêm phần trăm vượt mức.

Gọi (tấn) là sản lượng năm ngoái của đơn vị thứ nhất, (tấn) là sản lượng năm ngoái của đơn vị thứ hai, điều kiện , .
Năm ngoái hai đơn vị thu tấn: (1)
Năm nay đơn vị thứ nhất vượt mức nên thu tấn; đơn vị thứ hai vượt mức nên thu tấn
Năm nay hai đơn vị thu tấn: (2)
Từ (1):
Thay vào (2):




Năm nay đơn vị thứ nhất thu: (tấn); đơn vị thứ hai thu: (tấn)

Vậy năm nay đơn vị thứ nhất thu hoạch tấn thóc, đơn vị thứ hai thu hoạch tấn thóc.

2Cách 2. Lập hệ theo sản lượng năm nay

Định hướng. Đổi vai trò ẩn số: gọi thẳng sản lượng năm nay của hai đơn vị, sản lượng năm ngoái được suy ngược qua phần trăm vượt mức.

Gọi (tấn) là sản lượng năm nay của đơn vị thứ nhất, (tấn) là sản lượng năm nay của đơn vị thứ hai, điều kiện , .
Năm nay hai đơn vị thu tấn: (1)
Sản lượng năm ngoái của đơn vị thứ nhất là , của đơn vị thứ hai là
Năm ngoái hai đơn vị thu tấn: (2)
Từ (1):
Thay vào (2):




Vậy năm nay đơn vị thứ nhất thu hoạch tấn, đơn vị thứ hai thu hoạch tấn, đúng bằng Cách 1.

Nhận xét. Dùng máy tính cầm tay kiểm tra lại: , khớp với hai dữ kiện đã cho.

Đáp số. Năm nay đơn vị thứ nhất: tấn; đơn vị thứ hai: tấn.
Sai lầm thường gặp. Cộng thẳng vào tổng sản lượng năm ngoái thay vì cộng riêng cho từng đơn vị, dẫn đến phương trình sai.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 23
Bài 9 · Bài 1.18 (trang 23)★★★Trang 23Toán làm chung công việc với dữ kiện phần trăm
Bài 1.18 (trang 23). Hai người thợ cùng làm một công việc trong giờ thì xong. Nếu người thứ nhất làm trong giờ và người thứ hai làm trong giờ thì chỉ hoàn thành được công việc. Hỏi nếu làm riêng thì mỗi người hoàn thành công việc trong bao lâu?
Kiến thức cần nhớ
  • Đổi công việc thành phân số trước khi lập phương trình.
  • Gọi là thời gian làm riêng, năng suất mỗi giờ của từng người là , .
1Cách 1. Đặt ẩn phụ , , giải bằng thế

Định hướng. Gọi thời gian làm riêng của mỗi người làm ẩn, đặt ẩn phụ bằng nghịch đảo để đưa hai dữ kiện của đề về hệ bậc nhất hai ẩn .

Gọi (giờ) là thời gian người thứ nhất làm riêng xong việc, (giờ) là thời gian người thứ hai làm riêng xong việc, điều kiện , .
Làm chung xong trong giờ: (1)
Người thứ nhất làm giờ, người thứ hai làm giờ được công việc: (2)
Đặt , (), hệ trở thành
Từ phương trình đầu:
Thay vào phương trình sau:




;

Vậy làm riêng, người thứ nhất hoàn thành công việc trong giờ, người thứ hai hoàn thành trong giờ.

2Cách 2. Giải bằng phương pháp cộng đại số

Định hướng. Nhân phương trình làm chung cho hệ số thích hợp rồi trừ cho phương trình còn lại để khử ngay , không cần rút ra trước.


Nhân phương trình đầu với :
Trừ cho phương trình sau:



;

Vậy người thứ nhất làm riêng xong trong giờ, người thứ hai làm riêng xong trong giờ, đúng bằng Cách 1.

Nhận xét. Kiểm tra lại: , đúng bằng công việc như đề cho.

Đáp số. Người thứ nhất: giờ; người thứ hai: giờ.
Sai lầm thường gặp. Đổi thành nhưng lại quên nhân với công việc coi là đơn vị , hoặc cộng nhầm giờ và giờ thành tổng thời gian giờ rồi so với giờ.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 23