Chương II: Bất phương trình và Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Bài 3: Bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Tìm hiểu về bất phương trình bậc nhất hai ẩn, miền nghiệm và cách biểu diễn hình học của miền nghiệm.

🟡 Trung bình 90 phút

Lý thuyết

1 1. Định nghĩa bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Định nghĩa

Bất phương trình bậc nhất hai ẩn $x, y$ là bất phương trình có một trong các dạng:

  • $ax + by + c < 0$
  • $ax + by + c > 0$
  • $ax + by + c \leq 0$
  • $ax + by + c \geq 0$

trong đó $a, b, c$ là các số thực đã cho, $a$ và $b$ không đồng thời bằng $0$.

Nghiệm của bất phương trình

Mỗi cặp số $(x_0; y_0)$ sao cho $ax_0 + by_0 + c < 0$ (hoặc $>0, \leq 0, \geq 0$) là một nghiệm của bất phương trình đã cho.

2 2. Miền nghiệm của bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Khái niệm miền nghiệm

Trong mặt phẳng tọa độ $Oxy$, tập hợp các điểm có tọa độ là nghiệm của bất phương trình bậc nhất hai ẩn được gọi là miền nghiệm của bất phương trình đó.

Biểu diễn hình học

Đường thẳng $d: ax + by + c = 0$ chia mặt phẳng tọa độ thành hai nửa mặt phẳng có bờ là $d$. Một trong hai nửa mặt phẳng đó (có thể tính cả bờ $d$) là miền nghiệm của bất phương trình $ax + by + c \leq 0$.

3 3. Cách xác định miền nghiệm

Các bước thực hiện

  1. Vẽ đường thẳng $d: ax + by + c = 0$.
  2. Lấy một điểm $M_0(x_0; y_0)$ không thuộc $d$ (thường lấy gốc tọa độ $O(0;0)$ nếu $c eq 0$).
  3. Tính $P = ax_0 + by_0 + c$.
  4. So sánh $P$ với $0$ để kết luận nửa mặt phẳng chứa $M_0$ hay không chứa $M_0$ là miền nghiệm.

Chú ý: Nếu bất phương trình có dấu $<$ hoặc $>$ thì miền nghiệm không kể biên (vẽ đường thẳng $d$ bằng nét đứt).

Các dạng bài tập

1 Dạng 1: Kiểm tra một điểm có thuộc miền nghiệm hay không

Phương pháp giải

Phương pháp giải

Để kiểm tra điểm $M(x_0; y_0)$ có thuộc miền nghiệm của bất phương trình $ax + by + c < 0$ hay không, ta thực hiện:

  1. Thay $x = x_0$ và $y = y_0$ vào vế trái của bất phương trình.
  2. Tính giá trị biểu thức $P = ax_0 + by_0 + c$.
  3. Nếu $P < 0$ thì điểm $M$ thuộc miền nghiệm. Nếu $P \geq 0$ thì điểm $M$ không thuộc miền nghiệm.

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Điểm nào sau đây thuộc miền nghiệm của bất phương trình $2x - y + 1 > 0$?
GIẢI

Giải:

Xét điểm $O(0; 0)$: Thay vào vế trái ta được $2(0) - 0 + 1 = 1 > 0$ (thỏa mãn).

Vậy gốc tọa độ $O(0; 0)$ thuộc miền nghiệm của bất phương trình đã cho.

2 Dạng 2: Biểu diễn hình học miền nghiệm của bất phương trình

Phương pháp giải

Phương pháp giải

  1. Vẽ đường thẳng $d: ax + by + c = 0$.
  2. Chọn điểm thử (thường là $O(0;0)$) để xác định nửa mặt phẳng nghiệm.
  3. Tô đậm hoặc gạch chéo phần không phải là miền nghiệm.

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Biểu diễn miền nghiệm của bất phương trình $x + 2y - 4 \leq 0$.
GIẢI

Giải:

1. Vẽ đường thẳng $d: x + 2y - 4 = 0$ đi qua $(4; 0)$ và $(0; 2)$.

2. Thử với $O(0; 0)$: $0 + 2(0) - 4 = -4 < 0$ (thỏa mãn).

3. Miền nghiệm là nửa mặt phẳng bờ $d$ chứa gốc tọa độ $O$ (kể cả bờ $d$).

3 Dạng 3: Bài toán ứng dụng thực tế

Phương pháp giải

Phương pháp giải

  1. Phân tích bài toán, gọi $x, y$ là các đại lượng cần tìm (kèm điều kiện).
  2. Thiết lập bất phương trình từ giả thiết bài toán.
  3. Giải và biện luận dựa trên yêu cầu thực tế.

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Một cửa hàng bán hai loại gạo. Loại I lãi 3000 đồng/kg, loại II lãi 5000 đồng/kg. Gọi $x, y$ lần lượt là số kg gạo loại I và loại II bán được. Viết bất phương trình biểu thị số tiền lãi lớn hơn 100.000 đồng.
GIẢI

Giải:

Số tiền lãi từ gạo loại I là $3000x$ (đồng).

Số tiền lãi từ gạo loại II là $5000y$ (đồng).

Tổng số tiền lãi là $3000x + 5000y$ (đồng).

Theo bài ra ta có bất phương trình: $3000x + 5000y > 100000$ hay $3x + 5y > 100$.

Sẵn sàng thử thách bản thân?

Hoàn thành 10 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài

Làm bài tập ngay

Bài học trong chương: Chương II: Bất phương trình và Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn