Bài 4, 5, 6 trang 11 SGK Toán 9 tập 2 - Hệ hai phương trình bậc nhất hai ẩn

Bài 4 trang 11 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Không cần vẽ hình, hãy cho biết số nghiệm của mỗi hệ phương trình sau đây và giải thích vì sao:

a) \(\left\{\begin{matrix} y = 3 - 2x & & \\ y = 3x - 1 & & \end{matrix}\right.\);                     

b) \(\left\{\begin{matrix} y = -\dfrac{1}{2}x+ 3 & & \\ y = -\dfrac{1}{2}x + 1 & & \end{matrix}\right.\);

c) \(\left\{\begin{matrix} 2y = -3x & & \\ 3y = 2x & & \end{matrix}\right.\);                           

d) \(\left\{\begin{matrix} 3x - y = 3 & & \\ x - \dfrac{1}{3}y = 1 & & \end{matrix}\right.\)

Lời giải:

a) Ta có:

\(\left\{\begin{matrix} y = 3 - 2x & & \\ y = 3x - 1 & & \end{matrix}\right.\) ⇔ \(\left\{\begin{matrix} y = -2x + 3 \, (d) & & \\ y = 3x - 1 \, (d') & & \end{matrix}\right.\)

Ta có \(a = -2, a' = 3\) nên \(a ≠ a'\).

Do đó hai đường thẳng \( (d)\) và \((d')\) cắt nhau nên hệ phương trình đã cho  có một nghiệm duy nhất.

b) Ta có:

\(\left\{\begin{matrix} y = -\dfrac{1}{2}x+ 3 \, (d) & & \\ y = -\dfrac{1}{2}x + 1 \, (d') & & \end{matrix}\right.\)

Ta có \(a = -\dfrac{1}{2},b = 3 \) và \(a' = -\dfrac{1}{2}, b' = 1\) nên \(a = a', b ≠ b'\).

 Do đó hai đường thẳng \( (d)\) và \((d')\) song song nên hệ phương trình đã cho  vô nghiệm.

c) Ta có:

\(\left\{\begin{matrix} 2y = -3x & & \\ 3y = 2x & & \end{matrix}\right.\)⇔ \(\left\{\begin{matrix} y = -\dfrac{3}{2}x \, (d) & & \\ y = \dfrac{2}{3}x\, (d') & & \end{matrix}\right.\)

Ta có \(a = -\dfrac{3}{2}, a' = \dfrac{2}{3}\) nên \(a ≠ a'\)

Do đó hai đường thẳng \( (d)\) và \((d')\) cắt nhau nên hệ phương trình đã cho  có một nghiệm duy nhất.

d) Ta có:

\(\left\{\begin{matrix} 3x - y = 3 & & \\ x - \dfrac{1}{3}y = 1 & & \end{matrix}\right.\) ⇔\(\left\{\begin{matrix} y = 3x - 3 & & \\ \dfrac{1}{3}y = x - 1 & & \end{matrix}\right.\) ⇔ \(\left\{\begin{matrix} y = 3x - 3\, (d) & & \\ y = 3x - 3 \, (d')& & \end{matrix}\right.\)

Ta có \(a = 3,\ b = -3 \)  và  \(a' = 3,\  b' = -3\) nên \(a = a',\  b = b'\).

 Do đó hai đường thẳng \( (d)\) và \((d')\) trùng nhau nên hệ phương trình đã cho  có vô số nghiệm.

Bài 5 trang 11 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Đoán nhận số nghiệm của hệ phương trình sau bằng hình học:

a) \( \left\{ \matrix{2{\rm{x}} - y = 1 \hfill \cr x - 2y = - 1 \hfill \cr} \right. \);           b) \( \left\{ \matrix{2{\rm{x + }}y = 4 \hfill \cr - x + y = 1 \hfill \cr} \right. \)

Lời giải:

a) Ta có: 

\(\left\{ \matrix{
2x - y = 1 \hfill \cr
x - 2y = - 1 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
y = 2x - 1 \  (d)\hfill \cr
y = \dfrac{1}{2}x + \dfrac{1}{2} \ (d')  \hfill \cr} \right.\)

+) Vẽ \((d)\): \(y=2x-1\)

Cho \(x = 0 \Rightarrow y = -1\), ta được \(A(0; -1)\).

Cho \(y = 0 \Rightarrow  x = \dfrac{1}{2}\), ta được \(B{\left(\dfrac{1}{2}; 0 \right)}\).

Đường thẳng (d) là đường thẳng đi qua hai điểm \(A,\ B\).

+) Vẽ \((d')\): \(y=\dfrac{1}{2}x+\dfrac{1}{2}\)

Cho \(x = 0 \Rightarrow y = \dfrac{1}{2}\), ta được \(C {\left(0; \dfrac{1}{2} \right)}\).

Cho \(y = 0 \Rightarrow x = -1\), ta được \(D = (-1; 0)\).

Đường thẳng (d') là đường thẳng đi qua hai điểm \(C,\ D\).

+) Quan sát hình vẽ, ta thấy hai đường thẳng cắt nhau tại điểm có tọa độ \(M( 1, 1)\).

Thay \(x = 1, y = 1\) vào các phương trình của hệ ta được:

\(\left\{ \begin{array}{l}2x - y = 1\\x - 2y =  - 1\end{array} \right.\)

\(\Rightarrow\left\{ \begin{array}{l}2.1 - 1 = 1\\1 - 2.1 =  - 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}1 = 1\\ - 1 =  - 1\end{array} \right.\)  (luôn đúng) 

Vậy hệ phương trình có một nghiệm \((x; y) = (1; 1)\).

b) Ta có:

\(\left\{ \matrix{
2x + y = 4 \hfill \cr
- x + y = 1 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
y = - 2x + 4 \ (d) \hfill \cr
y = x + 1 \ (d') \hfill \cr} \right.\)

+) Vẽ \((d)\): \(y=-2x+4\)

Cho \(x = 0 \Rightarrow y = 4\), ta được \(A(0; 4)\).

Cho \(y = 0 \Rightarrow x = 2\), ta được \(B(2; 0)\).

Đường thẳng (d) là đường thẳng đi qua hai điểm \(A,\ B\).

Vẽ \((d')\): \(y=x+1\)

Cho \(x = 0 \Rightarrow y = 1\), ta được \(C(0; 1)\).

Cho \(y = 0 \Rightarrow x = -1\), ta được \(D(-1; 0)\).

Đường thẳng (d') là đường thẳng đi qua hai điểm \(C,\ D\).

Bài 6 trang 11 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Đố: Bạn Nga nhận xét: Hai hệ phương trình bậc nhất hai ẩn vô nghiệm thì luôn tương đương với nhau. Bạn Phương khẳng định: Hai hệ phương trình bậc nhất hai ẩn cùng có vô số nghiệm thì cũng luôn tương đương với nhau.

Theo em, các ý kiến đó đúng hay sai ? Vì sao ? (có thể cho một ví dụ hoặc minh họa bằng đồ thị).

Lời giải:

Bạn Nga đã nhận xét đúng vì hai hệ phương trình cùng vô nghiệm có nghĩa là chúng cùng có tập nghiệm bằng \(S=\phi \) (rỗng). 

Bạn Phương nhân xét sai. Chẳng hạn, hai hệ phương trình:

\((I)\) \(\left\{\begin{matrix} y = x & & \\ y = x & & \end{matrix}\right.\) và  \((II)\) \(\left\{\begin{matrix} y = -x & & \\ y = -x & & \end{matrix}\right.\)

Hệ (I) và hệ (II) đều có vô số nghiệm nhưng tập nghiệm của hệ \((I)\) được biểu diễn bởi đường thẳng \(y = x\), còn tập nghiệm của phương trình \((II)\) được biểu diễn bởi đường thẳng \(y = -x\). Hai đường thẳng này là khác nhau nên hai hệ đang xét không tương đương (vì không có cùng tập nghiệm).

Sachbaitap.com