Cho các đường thẳng d₁: 3x – 4y + 12 = 0, d₂: x + y – 5 = 0 và d₃: x + 1 = 0.

Miền không gạch chéo (kể cả bờ d₁, d₂, d₃) trong hình vẽ bên dưới là miền nghiệm của hệ bất phương trình nào trong các hệ bất phương trình dưới đây?

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

• Xét cặp số (1; 2):

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}1 + 2 - 2 = 1 \ge 0\\1 - 3.2 + 3 = - 2 < 0\end{array} \right.\) nên cặp số (1; 2) thỏa mãn đồng thời cả hai bất phương trình của hệ.

Do đó cặp số (1; 2) là nghiệm của hệ bất phương trình. Khi đó A sai.

• Xét cặp số \(\left( {\frac{3}{4};\frac{5}{4}} \right)\):

\(\left\{ \begin{array}{l}\frac{3}{4} + \frac{5}{4} - 2 = 0 \ge 0\\\frac{3}{4} - 3.\frac{5}{4} + 3 = 0\end{array} \right.\) nên cặp số \(\left( {\frac{3}{4};\frac{5}{4}} \right)\) không thỏa mãn đồng thời cả hai bất phương trình của hệ.

Do đó cặp số \(\left( {\frac{3}{4};\frac{5}{4}} \right)\) không là nghiệm của hệ bất phương trình nên miền nghiệm của hệ không chứa điểm \(\left( {\frac{3}{4};\frac{5}{4}} \right).\) Khi đó C sai.

• Miền nghiệm của hệ bất phương trình là miền không kể bờ là đường thẳng x – 3y + 3 = 0. Do đó B sai.

• Miền nghiệm của hệ bất phương trình là miền kể cả bờ là đường thẳng x + y – 2 = 0. Do đó miền nghiệm của hệ chứa tất cả các điểm nằm trên đường thẳng x + y – 2 = 0.

Khi đó D đúng.

Vậy ta chọn phương án D.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Ta có: \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{0 \le y \le 4}\\{x \ge 0}\\{x - y - 1 \le 0}\\{x + 2y - 10 \le 0}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}\begin{array}{l}y \ge 0\\y \le 4\end{array}\\{x \ge 0}\\{x - y - 1 \le 0}\\{x + 2y - 10 \le 0}\end{array}} \right.\]

Trên mặt phẳng Oxy:

• Biểu diễn miền nghiệm của bất phương trình: y ≥ 0.

Miền nghiệm của bất phương trình y ≥ 0 là nửa mặt phẳng (kể cả đường thẳng d₁: y = 0) chứa điểm (0; 1).

• Biểu diễn miền nghiệm của bất phương trình: y ≤ 4.

Miền nghiệm của bất phương trình y ≤ 4 là nửa mặt phẳng (kể cả đường thẳng d₂: y = 4) chứa điểm (0; 1).

• Biểu diễn miền nghiệm của bất phương trình: x ≥ 0.

Miền nghiệm của bất phương trình x ≥ 0 là nửa mặt phẳng (kể cả đường thẳng d₃: x = 0) chứa điểm (1; 0).

• Biểu diễn miền nghiệm của bất phương trình: x – y – 1 ≤ 0.

Vẽ đường thẳng d₄: x – y – 1 = 0 đi qua hai điểm (0; –1) và (1; 0).

Xét điểm O(0; 0) ∉ d₁, ta có: 0 – 0 – 1 = –1 < 0 nên miền nghiệm của bất phương trình x – y – 1 ≥ 0 là nửa mặt phẳng (kể cả bờ d₄) chứa điểm O(0; 0).

• Biểu diễn miền nghiệm của bất phương trình: x + 2y – 10 ≤ 0.

 Vẽ đường thẳng d₅: x + 2y – 10 = 0 đi qua hai điểm (0; 5) và (10; 0).

Xét điểm O(0; 0) ∉ d₁, ta có: 0 + 2.0 – 10 = –10 < 0 nên miền nghiệm của bất phương trình x + 2y – 10 ≤ 0 là nửa mặt phẳng (kể cả bờ d₅) chứa điểm O(0; 0).

Miền không gạch chéo (kể cả bờ d₁, d₂, d₃, d₄ và d₅) là giao của các miền nghiệm và cũng là phần biểu diễn miền nghiệm của hệ bất phương trình đã cho.

Vậy miền nghiệm của hệ bất phương trình là miền ngũ giác.

Ta chọn phương án C.