Hệ PHƯƠNG TRìNH BậC NHấT HAI ẩN Trong các loại hệ phơng trình thì hệ phơng trình bậc nhất hai ẩn là loại hệ cơ bản và các bạn sẽ còn gặp nhiều sau này.. Đối với bậc THCS thì các bạn có h
Trang 1Hệ PHƯƠNG TRìNH BậC NHấT HAI ẩN Trong các loại hệ phơng trình thì hệ phơng trình bậc nhất hai ẩn là loại hệ cơ bản và các bạn
sẽ còn gặp nhiều sau này Đối với bậc THCS thì các bạn có hai phơng pháp chính để giải và biện luận loại hệ này, đó là phơng pháp cộng đại số và phơng pháp thế Dù dùng phơng pháp nào thì các bạn vẫn đa về giải và biện luận phơng trình một ẩn Bài viết này xin tổng kết với các bạn một số yêu cầu thờng gặp đối với loại hệ này
1 Giải và biện luận
Bài toán 1 : Giải và biện luận hệ :
= +
= +
3
2 2
y x
m y mx
Giải : Các bạn có thể chọn một trong hai phơng pháp, chẳng hạn phơng pháp thế :
Ta có (2) y = 3 - x Thế vào (1) :
mx + 2(3 - x) = 2m (m - 2)x = 2m - 6 (3)
+ Nếu m - 2 = 0 m = 2 thì (3) trở thành 0 = - 2, vô nghiệm (không đợc nói là phơng trình vô
lí !)
+ Nếu m - 2 khác 0 ; m khác 2 thì (3) khi và chỉ khi x = (2m - 6)/(m - 2) Thay vào (2) => :
y = 3 - (2m - 6)/(m - 2) = m/(m- 2) Hệ có nghiệm duy nhất :
x = (2m - 6)/(m - 2); y = m/(m- 2)
2.Nghiệm thỏa mãn điều kiện cho trớc
Những yêu cầu về nghiệm thờng gặp :
- Nghiệm của hệ thỏa mãn những bất đẳng thức
- Nghiệm của hệ thỏa mãn một hệ thức
- Nghiệm của hệ là những số nguyên
Bài toán 2 :
Tìm m để hệ :
= +
=
−
3
2 3
my x
m y x
có nghiệm thỏa mãn x > 0 và y > 0
Giải :
Nhân hai vế của (2) với -3, ta có (2) tơng đơng với -3x - 3my = -9 (3)
Cộng từng vế của (1) và (3) dẫn đến :
- 2y - 3my = m - 9 khi và chỉ khi (2 + 3m)y = 9 - m (4)
+ Nếu 2 + 3m = 0 khi và chỉ khi m = - 2/3 thì (4) trở thành 0 = 29/3 vô nghiệm
+ Nếu 2 + 3m khác 0 ; m khác - 2/3 thì :
(4) khi và chỉ khi y = (9 - m)/(2 + 3m) Thế vào (1) ta có :
3x - 2.[ (9 - m)/(2 + 3m) ] = m khi và chỉ khi x = (m2 + 6)/(2 + 3m)
3
2 0
9
0 2 3 0 2 3 9
0 2 3
6
2
<
<
−
⇔
>
−
>
+
⇔
>
+
−
>
+
+
m m
m
m m m m
Tóm lại : Hệ có nghiệm thỏa mãn x > 0 và y > 0 khi và chỉ khi
-2/3 < m < 9
Bài toán 3 : Cho hệ : ( )
−
=
−
= + +
2 4
1 1
y x
y m x
a) Tìm các số nguyên m để hệ có nghiệm x, y nguyên
Trang 2b) Tìm m sao cho nghiệm của hệ thỏa mãn x2 + y2 = 0,25
Giải : a) Vì (2) khi và chỉ khi y = 4x + 2 nên thế vào (1) ta có : x + (m + 1) (4x + 2) = 1
Khi và chỉ khi (4m + 5)x = -2m - 1 (3)
+ Nếu 4m + 5 = 0 khi và chỉ khi m = - 5/4 thì (3) vô nghiệm
+ Nếu 4m + 5 khác 0 khi và chỉ khi m khác - 5/4 thì (3) x = (- 2m - 1)/( 4m + 5) Thế vào (2) thì :
y = - 4 (- 2m - 1)/( 4m + 5) + 2 = 6/(4m + 5)
Trớc hết ta thấy : Vì m nguyên nên 4m + 5 là số nguyên lẻ
Do đó : y nguyên khi và chỉ khi 4m + 5 là ớc số lẻ của 6
Khi và chỉ khi 4m + 5 thuộc { -1;1;-3;3} khi và chỉ khi m thuộc {-3/2;-1;-2;-1/2}
Với m = - 1 thì x = 1 ; y = 6 thỏa mãn
Với m = - 2 thì x = - 1 ; y = - 2 thỏa mãn
Tóm lại : Hệ có nghiệm x và y là số nguyên m = - 1 hoặc m = - 2
b) Ta có x2 + y2 = 0,25
[ - (2m + 1)/(4m + 5)]2 + [ -6/(4m + 5)]2 = 1/4
4(2m + 1)2 + 4.36 = (4m + 5)2 khi và chỉ khi m = 123/24
3.Giải các hệ đa về hệ bậc nhất hai ẩn (thông qua các ẩn phụ)
Bài toán 4 :
Giải hệ :
= +
+
−
= +
+
−
15
2 2
1 2
1
2 2
5 2
3
y x y x
y x y x
Giải : Đặt thì u = 1/(2x - y); v = 1/(2x + y) hệ trở thành :
=
−
= +
15 2
2 5 3
v u
v u
Giải hệ này ta có u = 1/3 ; v = 1/5
Từ đó ta có :
=
=
⇔
= +
=
−
1
2 5
2
3 2
y
x y
x
y x
4 Bài toán tìm giá trị nhỏ nhất
Có khi giải bài toán tìm giá trị nhỏ nhất của một biểu thức lại xuất hiện loại hệ này Ta xét bài toán sau :
Bài toán 5 : Tùy theo giá trị của m, hãy tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức :
F = (mx + 2y - 2m)2 + (x + y - 3)2
Giải : Ta thấy F ≥ 0 với mọi x, y, m và F đạt giá trị nhỏ nhất bằng 0 khi và chỉ khi hệ sau
có nghiệm :
=
− +
=
− +
0 3
0 2 2
y x
m y mx
Hệ này chính là hệ ở bài toán 1, có nghiệm khi và chỉ khi m khác 2
Với m = 2 thì F = (2x + 2y - 4)2 + (x + y - 3)2
Đặt t = x + y - 2 ta có : F = (2t)2 + (t - 1)2 = 5t2 - 2t + 1 = 5(t - 1/5)2 + 4/5 ≥ 4/5 Khi đã
F đạt giá trị nhỏ nhất là 4/5 khi và chỉ khi t = 1/5
Tóm lại : Nếu m = 2 thì F nhỏ nhất là 4/5
Và nếu m khác 2 thì F nhỏ nhất bằng 0
Các bạn hãy tự giải các bài toán sau :
Bài 1 : Cho hệ :
= +
= +
7 5
2
y x
n y mx
Trang 3a) Tìm n để hệ có nghiệm với mọi giá trị của m
b) Với n = 2, hãy tìm m sao cho hệ có nghiệm thỏa mãn x < 0 và y < 0
c) Với n = 3, hãy tìm số nguyên m sao cho hệ có nghiệm x, y là các số nguyên
Bài 2 : Tìm m để hệ có nghiệm : a )
= +
= +
= +
m y x
my x
y mx
1
1
b ) ( )
= +
= + +
m my x
y x m
3
1 2
Bài 3 : Tùy theo m, tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức :
a) F = (mx - 2y + 1)2 + (3x + y)2
b) Q = |x - my| + |2x + y - 1|
Bài 4 : Giải các hệ : a)
−
=
−
−
−
= +
− +
25 12
12 3 2
0 4 6
2 2
2 2
y x y x
y x y x
b)
=
− + +
−
=
−
− +
9 1 5 1 2
1 1 3
y x
y y x
Bài 5 : Chứng minh rằng : Nếu hệ
= +
= +
a cy bx
c by ax
có nghiệm thỏa mãn cx + ay = b thì : a3 + b3 + c3 = 3abc