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

Bài 3. Luyện tập chung

SGK Toán 9 — Kết nối tri thức, tập 1 · 8 bài tập, mỗi câu ít nhất 2 cách giải.

Mở bài học này trong app ↗
Bài 1 · Ví dụ 1★★Trang 19Giải hệ phương trình có hệ số thập phân bằng phương pháp cộng đại số
Ví dụ 1 (trang 19). Giải hệ phương trình .
Kiến thức cần nhớ
  • Khi hệ có hệ số thập phân, nhân hai vế mỗi phương trình với luỹ thừa của để đưa về hệ số nguyên cho dễ tính.
  • Phương pháp cộng đại số: nhân hai phương trình với các số thích hợp để hệ số của một ẩn đối nhau, rồi cộng vế theo vế để khử ẩn đó.
1Cách 1. Bỏ hệ số thập phân rồi cộng đại số

Định hướng. Hai phương trình đều có hệ số thập phân một chữ số sau dấu phẩy, nhân cả hai vế của mỗi phương trình với sẽ đưa hệ về hệ số nguyên, dễ khử ẩn bằng phép cộng.



Nhân hai vế mỗi phương trình với :


Nhân phương trình đầu với , nhân phương trình sau với :


Cộng vế theo vế:

Thay vào :

Vậy hệ phương trình đã cho có nghiệm là .

2Cách 2. Phương pháp thế

Định hướng. Từ hệ đã nhân bỏ hệ số thập phân, rút theo ở phương trình thứ nhất rồi thế vào phương trình còn lại.



Từ suy ra
Thế vào :




Vậy hệ phương trình đã cho có nghiệm là , trùng với Cách 1.

Nhận xét. Cách 1 khử ẩn nhanh gọn nhờ hệ số đẹp sau khi nhân với ; Cách 2 dùng phương pháp thế nhưng phải làm việc với phân số nên tính toán cồng kềnh hơn.

Đáp số.
Sai lầm thường gặp. Quên nhân cả vế phải với khi bỏ hệ số thập phân, chỉ nhân các hệ số của , mà bỏ sót hằng số ở vế phải.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 19
Bài 2 · Ví dụ 2★★★Trang 19Lập và giải hệ phương trình từ bài toán cân bằng phản ứng hoá học
Ví dụ 2 (trang 19). Tìm các hệ số , trong phản ứng hoá học đã được cân bằng sau: .
Kiến thức cần nhớ
  • Phản ứng hoá học cân bằng khi số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.
  • Từ điều kiện cân bằng của từng nguyên tố, lập được các phương trình bậc nhất hai ẩn rồi giải hệ để tìm hệ số.
1Cách 1. Lập hệ theo từng nguyên tố rồi giải bằng phương pháp thế

Định hướng. Phản ứng cân bằng khi số nguyên tử Fe và số nguyên tử O ở hai vế bằng nhau; từ đó lập hệ hai phương trình với ẩn , .

Số nguyên tử Fe:
Số nguyên tử O:
Từ suy ra
Thế vào :

Vậy , .

2Cách 2. Cân bằng trực tiếp từng nguyên tố, không lập hệ

Định hướng. Cân số nguyên tử Fe trước để xác định , rồi dùng đúng giá trị đó để cân số nguyên tử O tìm , không cần viết hệ phương trình.

Vế trái có nguyên tử Fe (từ )
Vế phải có nguyên tử Fe (từ )
Cân bằng Fe: nên
Vế trái có nguyên tử O (từ )
Vế phải có nguyên tử O
Cân bằng O: nên

Vậy , , trùng với Cách 1.

Nhận xét. Hai cách cho cùng kết quả; Cách 1 trình bày chuẩn mực bằng hệ phương trình, Cách 2 cân bằng nguyên tố trực tiếp nên nhanh hơn khi phản ứng chỉ có hai nguyên tố.

Đáp số. ,
Sai lầm thường gặp. Đếm nhầm số nguyên tử oxi trong (tính là thay vì nguyên tử O), dẫn đến lập sai phương trình cân bằng oxi.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 19
Bài 3 · Ví dụ 3★★★Trang 19Lập hệ phương trình tìm hệ số đường thẳng đi qua hai điểm cho trước
Ví dụ 3 (trang 19-20). Tìm hai số để đường thẳng đi qua hai điểm .
xyO-2-1123-113A(-2;-1)B(2;3)Đường thẳng y = x + 1 đi qua A và B
Kiến thức cần nhớ
  • Điểm thuộc đường thẳng khi và chỉ khi .
  • Từ hai điều kiện của hai điểm cho trước, lập được hệ hai phương trình bậc nhất với ẩn , .
1Cách 1. Lập hệ theo , rồi giải bằng phương pháp cộng đại số

Định hướng. Thay toạ độ của vào được hai phương trình bậc nhất với ẩn , ; cộng vế theo vế để khử ẩn .

Đường thẳng đi qua : hay
Đường thẳng đi qua : hay
Ta có hệ:
Cộng vế theo vế:

Thay vào :

Vậy , , tức là đường thẳng .

2Cách 2. Phương pháp thế

Định hướng. Từ phương trình thứ hai rút theo rồi thế vào phương trình thứ nhất để chỉ còn một ẩn .


Từ suy ra
Thế vào :


Vậy , , đường thẳng cần tìm là , trùng với Cách 1.

Nhận xét. Hình vẽ minh hoạ cho thấy đường thẳng đi đúng qua cả hai điểm đã cho.

Đáp số. , (đường thẳng )
Sai lầm thường gặp. Thay nhầm toạ độ, chẳng hạn viết phương trình tại thành do đảo lẫn hoành độ và tung độ của điểm.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 19-20
Bài 4 · Bài 1.10★★Trang 20Kiểm tra một cặp số có là nghiệm của phương trình / hệ phương trình bậc nhất hai ẩn
Bài 1.10 (trang 20). Cho hai phương trình:
;   (1)
.   (2)
Trong các cặp số , , , , , cặp số nào là:
a) Nghiệm của phương trình (1)?
b) Nghiệm của phương trình (2)?
c) Nghiệm của hệ gồm phương trình (1) và phương trình (2)?
xyO(1): -2x+5y=7(2): 4x-3y=7(2;0)(1;-1)(-1;1)(-1;6)(4;3)(-2;-5)Sáu cặp số và hai đường thẳng (1), (2)
Kiến thức cần nhớ
  • Cặp số là nghiệm của phương trình khi thay vào ta được đẳng thức đúng.
  • Cặp số là nghiệm của hệ khi nó đồng thời là nghiệm của MỌI phương trình trong hệ; về đồ thị, đó chính là giao điểm của các đường thẳng.
1Cách 1. Thay trực tiếp từng cặp số vào từng phương trình

Định hướng. Kiểm tra một cặp số có là nghiệm của phương trình hay không chỉ cần thay hoành độ và tung độ vào vế trái rồi so với vế phải.

Với phương trình (1):
:
:
:
:
:
:
Với phương trình (2):
:
:
:
:
:
:

Vậy a) nghiệm của (1) là ; b) nghiệm của (2) là , ; c) cặp số vừa là nghiệm của (1) vừa là nghiệm của (2) chỉ có .

2Cách 2. Dùng đồ thị hai đường thẳng (1) và (2)

Định hướng. Mỗi phương trình bậc nhất hai ẩn ứng với một đường thẳng; một điểm nằm trên đường thẳng nào thì cặp số đó là nghiệm của phương trình tương ứng, còn giao điểm của hai đường thẳng chính là nghiệm của hệ.

Vẽ đường thẳng (1): và đường thẳng (2): trên cùng mặt phẳng toạ độ
Đánh dấu sáu điểm , , , , ,
Quan sát hình vẽ: điểm nằm trên đường thẳng (1) là
Điểm nằm trên đường thẳng (2) là ,
Hai đường thẳng (1) và (2) cắt nhau đúng tại điểm

Vậy a) ; b) , , ; c) giao điểm của hai đường thẳng là , trùng hoàn toàn với Cách 1.

Nhận xét. Cách 1 tính bằng đại số nên chính xác tuyệt đối; Cách 2 nhìn hình trực quan, thường dùng để kiểm tra lại kết quả đại số.

Đáp số. a)  ·  b) ,  ·  c)
Sai lầm thường gặp. Chỉ thử phương trình (1) rồi vội kết luận đó cũng là nghiệm của hệ, quên kiểm tra tiếp phương trình (2).
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 20
Bài 5 · Bài 1.11★★★Trang 20Giải hệ hai phương trình bậc nhất hai ẩn bằng phương pháp thế
Bài 1.11 (trang 20). Giải các hệ phương trình sau bằng phương pháp thế:
a) ;
b) ;
c) .
Kiến thức cần nhớ
  • Phương pháp thế: rút một ẩn theo ẩn kia từ một phương trình, rồi thế vào phương trình còn lại để được phương trình một ẩn.
  • Nếu sau khi thế, phương trình một ẩn trở thành đẳng thức luôn đúng thì hệ có vô số nghiệm; nếu trở thành đẳng thức vô lí thì hệ vô nghiệm.
1Cách 1. Phương pháp thế (theo đúng yêu cầu đề bài)

Định hướng. Ở mỗi hệ, rút một ẩn có hệ số từ phương trình đơn giản hơn rồi thế vào phương trình còn lại.

a)
Từ suy ra
Thế vào :




b)
Từ suy ra
Thế vào :

(đúng với mọi )
c)
Từ suy ra
Thế vào :



Vậy a) hệ có nghiệm ; b) hệ có vô số nghiệm với ( tuỳ ý); c) hệ có nghiệm .

2Cách 2. Phương pháp cộng đại số (đối chiếu)

Định hướng. Nhân các phương trình với số thích hợp để hệ số của một ẩn bằng nhau rồi trừ vế theo vế, dùng để kiểm tra lại kết quả của phương pháp thế.

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

Thay vào : nên
b)
Nhân phương trình đầu với :
Trừ cho phương trình sau: , đúng với mọi , thoả
c)
Nhân phương trình đầu với :
Trừ cho phương trình sau:

Thay vào : nên

Vậy a) ; b) vô số nghiệm ; c) , trùng hoàn toàn với Cách 1.

Nhận xét. Ở câu b, hai phương trình thực chất là cùng một đường thẳng (phương trình sau chỉ là phương trình trước nhân với ), nên hệ có vô số nghiệm chứ không phải vô nghiệm hay có nghiệm duy nhất.

Đáp số. a)  ·  b) vô số nghiệm,  ·  c)
Sai lầm thường gặp. Ở câu b, thấy phương trình một ẩn biến mất liền kết luận ẩu là hệ vô nghiệm; thực ra nghĩa là hệ có VÔ SỐ NGHIỆM, khác với trường hợp vô nghiệm (khi ra đẳng thức sai như ).
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 20
Bài 6 · Bài 1.12★★★Trang 20Giải hệ hai phương trình bậc nhất hai ẩn bằng phương pháp cộng đại số
Bài 1.12 (trang 20). Giải các hệ phương trình sau bằng phương pháp cộng đại số:
a) ;
b) ;
c) .
Kiến thức cần nhớ
  • Phương pháp cộng đại số: nhân các phương trình với hệ số thích hợp để hệ số của một ẩn đối nhau hoặc bằng nhau, rồi cộng hoặc trừ vế theo vế để khử ẩn đó.
  • Nếu quá trình khử ẩn dẫn tới một đẳng thức sai (như ) thì hệ vô nghiệm, ứng với hai đường thẳng song song.
1Cách 1. Phương pháp cộng đại số (theo đúng yêu cầu đề bài)

Định hướng. Nhân hai phương trình với các số thích hợp để hệ số của hoặc bằng nhau, sau đó cộng hoặc trừ vế theo vế để khử ẩn.

a)
Nhân phương trình đầu với :
Nhân phương trình sau với :
Trừ vế theo vế:

Thay vào :


b)
Nhân phương trình đầu với :
Cộng với phương trình sau: (vô lí)
c)
Nhân phương trình sau với :
Trừ cho phương trình đầu:

Thay vào :

Vậy a) hệ có nghiệm ; b) hệ vô nghiệm; c) hệ có nghiệm .

2Cách 2. Phương pháp thế và dấu hiệu tỉ lệ hệ số (đối chiếu)

Định hướng. Với câu a, c dùng phép thế để kiểm tra lại; với câu b, so sánh tỉ số các hệ số của , , hằng số để nhận ra ngay hai đường thẳng song song mà không cần biến đổi.

a) Từ suy ra
Thế vào :




b) ; ;
Tỉ số hệ số của , bằng nhau nhưng khác tỉ số hằng số, nên hai đường thẳng song song, hệ vô nghiệm
c) Từ suy ra
Thế vào :



Vậy a) ; b) hệ vô nghiệm (hai đường thẳng song song); c) , trùng hoàn toàn với Cách 1.

Nhận xét. Ở câu b, dấu hiệu tỉ số hệ số của , bằng nhau nhưng khác tỉ số hằng số cho phép nhận ra hệ vô nghiệm ngay, không cần biến đổi dài dòng như phương pháp cộng đại số.

Đáp số. a)  ·  b) vô nghiệm  ·  c)
Sai lầm thường gặp. Ở câu b, nhân sai dấu khi cộng hai phương trình nên ra một nghiệm không đúng thay vì nhận ra hệ vô nghiệm; cần thử lại bằng cách thay ngược nghiệm đó vào cả hai phương trình gốc.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 20
Bài 7 · Bài 1.13★★★Trang 20Lập và giải hệ phương trình từ bài toán cân bằng phản ứng hoá học
Bài 1.13 (trang 20). Tìm các hệ số , trong phản ứng hoá học đã được cân bằng sau: .
Kiến thức cần nhớ
  • Phản ứng hoá học cân bằng khi số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.
  • Từ điều kiện cân bằng của từng nguyên tố, lập được các phương trình bậc nhất hai ẩn rồi giải hệ để tìm hệ số.
1Cách 1. Lập hệ theo từng nguyên tố rồi giải bằng phương pháp thế

Định hướng. Phản ứng cân bằng khi số nguyên tử Al và số nguyên tử O ở hai vế bằng nhau.

Số nguyên tử Al:
Số nguyên tử O:
Từ suy ra
Thế vào :

Vậy , .

2Cách 2. Cân bằng trực tiếp từng nguyên tố, không lập hệ

Định hướng. Cân số nguyên tử Al trước để tìm , rồi dùng đúng giá trị đó để cân số nguyên tử O tìm .

Vế trái có nguyên tử Al
Vế phải có nguyên tử Al (từ )
Cân bằng Al: nên
Vế trái có nguyên tử O
Vế phải có nguyên tử O
Cân bằng O: nên

Vậy , , trùng với Cách 1.

Nhận xét. Hai cách cho cùng kết quả; cách lập hệ phù hợp khi phản ứng có nhiều nguyên tố, còn cách cân bằng trực tiếp nhanh gọn khi chỉ có hai nguyên tố như ở đây.

Đáp số. ,
Sai lầm thường gặp. Quên nhân hệ số khi đếm số nguyên tử Al trong (mỗi phân tử có nguyên tử Al chứ không phải ), dẫn đến tính sai .
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 20
Bài 8 · Bài 1.14★★★★Trang 20Tìm tham số trong hệ phương trình theo nghiệm cho trước — nhận diện hệ vô nghiệm với mọi tham số
Bài 1.14 (trang 20). Tìm sao cho hệ phương trình có nghiệm là .
Kiến thức cần nhớ
  • Nếu là nghiệm của một hệ phương trình thì thay , vào TỪNG phương trình của hệ phải được đẳng thức đúng.
  • Khi hai phương trình của hệ có cùng hệ số của , trừ hai phương trình cho nhau sẽ loại được ngay, không phụ thuộc giá trị của tham số.
1Cách 1. Thay nghiệm vào từng phương trình để lập hệ theo ,

Định hướng. Hệ có nghiệm nghĩa là thay , vào cả hai phương trình đều phải đúng; từ đó lập hệ mới với ẩn là , rồi giải.

Thay , vào :
Thay , vào :


Ta có hệ theo , :
Hai phương trình cùng vế trái nhưng vế phải khác nhau, , đây là điều vô lí

Vậy không tồn tại giá trị nào của để hệ đã cho có nghiệm là .

2Cách 2. Trừ trực tiếp hai phương trình của hệ ban đầu để loại tham số

Định hướng. Hai phương trình của hệ đều có cùng hệ số đứng trước ; trừ vế theo vế để loại hẳn và cả , chỉ còn lại một điều kiện bắt buộc cho , đúng với mọi , .


Trừ phương trình sau cho phương trình đầu:


Vậy với mọi , , một khi hệ có nghiệm thì tung độ của nghiệm đó luôn bằng ; đề bài lại yêu cầu nghiệm có tung độ nên không tồn tại , thoả mãn.

Nhận xét. Cách 2 cho thấy ngay lí do sâu xa: vì hai phương trình có chung hệ số của , hiệu của chúng luôn triệt tiêu và cho ra một ràng buộc cố định cho , không phụ thuộc tham số — đó cũng chính là điều Cách 1 phát hiện ra nhưng qua nhiều bước tính hơn.

Đáp số. Không tồn tại , thoả mãn yêu cầu bài toán, vì hệ chỉ có thể nhận nghiệm với tung độ , khác .
Sai lầm thường gặp. Vội cho rằng hệ luôn có nghiệm với mọi , rồi giải ẩu ra một cặp sai, mà không kiểm tra lại bằng cách thay ngược vào cả hai phương trình.
Nguồn: SGK Toán 9 — KNTT, tập 1, trang 20