Từ một dữ kiện đến một phương trình hai ẩn
Một quầy bán hai loại vé. Gọi $x$ là số vé loại thứ nhất và $y$ là số vé loại thứ hai. Nếu quầy bán được tất cả 20 vé thì
$$x+y=20.$$
Hệ thức này chứa hai đại lượng chưa biết. Chỉ từ tổng số vé, chưa thể xác định riêng từng loại; chẳng hạn $(8;12)$ và $(11;9)$ đều thỏa mãn. Muốn tìm được $x$ và $y$, cần thêm một mối quan hệ nữa, chẳng hạn mối quan hệ về tổng số tiền bán vé.
Nhận biết phương trình bậc nhất hai ẩn
Phương trình bậc nhất hai ẩn $x,y$ có dạng $ax+by=c$, trong đó $a,b,c$ là các số đã biết và **ít nhất một trong hai số $a,b$ khác 0**.
Chẳng hạn, $2x-3y=6$ có $a=2$, $b=-3$, $c=6$. Phương trình $0x+4y=8$ vẫn thuộc dạng này vì hệ số của $y$ khác 0. Nhưng $0x+0y=8$ không thuộc dạng này. Các biểu thức $x^2+y=4$ và $xy=4$ cũng không phải phương trình bậc nhất hai ẩn.
Nhận biết phương trình bậc nhất hai ẩn
Phương trình nào là phương trình bậc nhất hai ẩn?
Đúng. Hệ số của x có thể bằng 0 vì hệ số của y khác 0.
Hai hệ số của x và y đều bằng 0 nên không thỏa mãn định nghĩa.
Phương trình chứa $x^2$ nên không có dạng $ax+by=c$.
Phương trình chứa tích $xy$, không phải các hạng tử bậc nhất $ax$ và $by$.
Lời giải
$0x-5y=10$ có hai hệ số $0,-5$, không đồng thời bằng 0, nên có dạng $ax+by=c$. Chọn A.
Thay đúng thứ tự của cặp nghiệm
Cặp $(x_0;y_0)$ là nghiệm nếu thay $x=x_0$, $y=y_0$ vào phương trình thì nhận được một đẳng thức đúng.
Xét $2x-y=5$. Với $(3;1)$, vế trái bằng $2\cdot3-1=5$, nên đây là một nghiệm. Với $(1;3)$, vế trái bằng $2\cdot1-3=-1\ne5$, nên không phải nghiệm. Vì vậy, thứ tự hai số trong cặp là điều cần giữ đúng.
Một phương trình có nhiều nghiệm
Từ $2x-y=5$, ta viết $y=2x-5$. Chọn $x$ rồi tính $y$:
| $x$ | $y=2x-5$ | Cặp nghiệm |
|---|---|---|
| $0$ | $-5$ | $(0;-5)$ |
| $2$ | $-1$ | $(2;-1)$ |
| $3$ | $1$ | $(3;1)$ |
Không chỉ có ba cặp trên: với mỗi số thực $x$, ta đều có một nghiệm $(x;2x-5)$. Đó là cách viết nghiệm tổng quát. Phương trình bậc nhất hai ẩn có vô số nghiệm.
Biểu diễn nghiệm trên mặt phẳng tọa độ
Mỗi nghiệm $(x;y)$ của phương trình $ax+by=c$ được biểu diễn bởi một điểm trên mặt phẳng tọa độ. Tập hợp tất cả các điểm như vậy là một đường thẳng.
Với $2x-y=5$, đó là đường thẳng $y=2x-5$. Để vẽ, ta xác định hai điểm $(0;-5)$ và $(3;1)$ rồi kẻ đường thẳng qua chúng.
Nếu phương trình là $0x+y=2$, nghiệm có dạng $(x;2)$ với $x$ tùy ý: các điểm nằm trên đường thẳng ngang $y=2$. Nếu là $x+0y=-1$, nghiệm có dạng $(-1;y)$ với $y$ tùy ý: các điểm nằm trên đường thẳng đứng $x=-1$. Không cần chia cho một hệ số bằng 0 để viết nghiệm.
Nghiệm của hệ phải thỏa mãn cả hai phương trình
Một hệ hai phương trình bậc nhất hai ẩn gồm hai phương trình cùng xét các ẩn $x,y$:
$$\begin{cases}ax+by=c\\a'x+b'y=c'.\end{cases}$$
Mỗi phương trình đều phải thỏa mãn điều kiện về hệ số trong định nghĩa. Một cặp số là nghiệm của hệ khi nó là **nghiệm chung**, tức làm đúng đồng thời cả hai phương trình.
Đúng một phương trình vẫn chưa đủ
Xét hệ $\begin{cases}x+y=7\\2x-y=2.\end{cases}$
Với $(3;4)$: $3+4=7$ và $2\cdot3-4=2$. Cặp số này là nghiệm của hệ.
Với $(2;5)$: $2+5=7$ nhưng $2\cdot2-5=-1\ne2$. Vì phương trình thứ hai không đúng, $(2;5)$ không phải nghiệm của hệ.
Trên hình tọa độ, nghiệm chung tương ứng với điểm thuộc cả hai đường thẳng, tức giao điểm của chúng nếu chúng cắt nhau.
Kiểm tra nghiệm của hệ
Cho hệ $\begin{cases}x+y=6\\3x-y=2.\end{cases}$ Xét hai cặp số $(2;4)$ và $(4;2)$. Kết luận nào đúng?
Cặp $(4;2)$ không thỏa mãn phương trình thứ hai.
Cặp $(4;2)$ chỉ thỏa mãn phương trình thứ nhất nên không thể nhận cả hai cặp.
Đúng. Cặp $(2;4)$ thỏa mãn đồng thời cả hai phương trình.
Cặp $(2;4)$ thỏa mãn cả hai phương trình nên không thể loại cả hai cặp.
Lời giải
Với $(2;4)$:
$$2+4=6,\qquad 3\cdot2-4=2,$$
nên cả hai phương trình đều đúng. Với $(4;2)$, phương trình thứ nhất đúng nhưng $3\cdot4-2=10\ne2$. Vì vậy chỉ $(2;4)$ là nghiệm của hệ. Chọn C.
Nhận biết tập nghiệm
Tập nghiệm của phương trình $3x+0y=9$ được biểu diễn bởi đường thẳng nào?
Phương án này đảo vai trò của x và y.
Đúng. Hoành độ luôn bằng 3, còn tung độ tùy ý.
Hệ số của y bằng 0 không có nghĩa x bằng 0.
y là số thực tùy ý, không bị buộc bằng 0.
Lời giải
Từ $3x+0y=9$ suy ra $x=3$, còn $y$ tùy ý. Các nghiệm có dạng $(3;y)$ với $y\in\mathbb R$, nên chúng tạo thành đường thẳng đứng $x=3$. Chọn B.
Kiến thức cần nhớ
Phương trình bậc nhất hai ẩn có dạng $ax+by=c$, trong đó $a$ và $b$ không đồng thời bằng 0. Mỗi phương trình như vậy có vô số nghiệm; trên mặt phẳng tọa độ, tập nghiệm được biểu diễn bởi một đường thẳng. Một cặp số là nghiệm của hệ khi nó đồng thời thỏa mãn cả hai phương trình của hệ.
Đang học