Bài tập Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn có đáp án

Sau bài học này ta sẽ giải bài toán đặt ra bên trên như sau:

Đường thẳng d trên hình vẽ đi qua hai điểm có tọa độ (-2; 0) và (0; -2). Khi đó phương trình đường thẳng d là y = -x – 2.

Đường thằng d’ trên hình vẽ đi qua hai điểm có tọa độ (-1; 0) và (0; 1). Khi đó phương trình đường thẳng d’ là: y = x + 1

Tương ứng với dãn nhãn trên ta có hệ bất phương trình:

$\left\{\begin{array}{l}y<-x-2\\ y<x+1\end{array}\right.$⟺ $\left\{\begin{array}{l}x+y+2<0\\ -x+y-1<0\end{array}\right.$

Ta biểu diễn miền nghiệm của các bất phương trình trong hệ:

a) Vì x và y là số sào đất trồng cà tím và cà chua nên x ≥ 0 và y ≥ 0.

Số tiền để mua hạt giống cho 1 sào đất trồng cà tím là: 200 000 đồng = 0,2 (triệu đồng)

Số tiền để mua hạt giống cho x sào đất trồng cà tím là: 0,2x (triệu đồng).

Số tiền để mua hạt giống cho 1 sào đất trồng cà chua là: 100 000 đồng = 0,1 (triệu đồng).

Số tiền để mua hạt giống cho y sào đất trồng cà chua là: 0,1y (triệu đồng).

Số tiền để mua cả hai loại hạt giống là: 0,2x + 0,1y (triệu đồng).

Vì người nông dân có tối đa 9 triệu đồng để mua hạt giống nên ta có bất phương trình: 0,2x + 0,1y ≤ 9.

Vậy ta có ba bất phương trình mô tả các điều kiện ràng buộc đối với x, y là:

x ≥ 0.

y ≥ 0.

0,2x + 0,1y - 9 ≤ 0.

b)

- Với cặp số (20; 40) tương ứng với x = 20, y = 40.

Ta có: 20 > 0; 40 > 0 và 0,2 . 20 + 0,1 . 40 – 9 = -1 < 0

Suy ra, cặp số (20; 40) thỏa mãn cả ba bất phương trình trên.

- Với cặp số (40; 20) tương ứng với x = 40, y = 20.

Ta có: 40 > 0; 20 > 0 và 0,2 . 40 + 0,1 . 20 – 9 = 1 > 0

Do đó, cặp số (40; 20) không thỏa mãn bất phương trình 0,2x + 0,1y - 9 ≤ 0.

Suy ra, cặp số (40; 20) không thỏa mãn đồng thời cả ba bất phương trình trên.

- Với cặp số (-30; 10) tương ứng với x = -30, y = 10.

Ta có: -30 < 0; 10 > 0 và 0,2 . (-30) + 0,1 . 10 – 9 = -14 < 0

Do đó, cặp số (-30; 10) không thỏa mãn bất phương trình x ≥ 0.

Suy ra, cặp số (-30; 10) không thỏa mãn đồng thời cả ba bất phương trình trên.

Vậy chỉ có cặp số (20; 40) thỏa mãn cả ba bất phương trình trên.

a) Hệ bất phương trình $\left\{\begin{array}{c}3x+y-1\le 0\\ 2x-y+2\ge 0\end{array}\right.$

+ Lấy cặp số (0; 0), ta có 3.0 + 0 – 1 = -1 ≤ 0 và 2.0 – 0 + 2 = 2 ≥ 0 là các mệnh đề đúng. Suy ra cặp số (0 ; 0) thỏa mãn cả hai bất phương trình trong hệ bất phương trình.

Do đó cặp số (0; 0) là một nghiệm của hệ bất phương trình  $\left\{\begin{array}{c}3x+y-1\le 0\\ 2x-y+2\ge 0\end{array}\right.$.

+ Lấy cặp số (0; 1), ta có 3.0 + 1 – 1 = 0 ≤ 0 và 2.0 – 1 + 2 = 1 ≥ 0 là các mệnh đề đúng. Suy ra cặp số (0 ; 1) thỏa mãn cả hai bất phương trình trong hệ bất phương trình.

Do đó cặp số (0; 1) là một nghiệm của hệ bất phương trình  $\left\{\begin{array}{c}3x+y-1\le 0\\ 2x-y+2\ge 0\end{array}\right.$.

Vậy hai cặp số (0; 0), (0; 1) là nghiệm của hệ bất phương trình  $\left\{\begin{array}{c}3x+y-1\le 0\\ 2x-y+2\ge 0\end{array}\right.$.

c) Hệ bất phương trình $\left\{\begin{array}{c}y-1<0\\ x+2\ge 0\end{array}\right.$

+ Lấy cặp số (0; 0), ta có 0 – 1 = -1 < 0 và 0 + 2 ≥ 0 là mệnh đề đúng. Suy ra cặp số (0; 0) thỏa mãn các bất phương trình của hệ bất phương trình.

Do đó, cặp số (0; 0) là một nghiệm của hệ bất phương trình  $\left\{\begin{array}{c}y-1<0\\ x+2\ge 0\end{array}\right.$

+ Lấy cặp số (1; 0), ta có 0 – 1 = -1 < 0 và 1 + 2 ≥ 0 là các mệnh đề đúng. Suy ra cặp số (1; 0) thỏa mãn các bất phương trình trong hệ bất phương trình.

Do đó, cặp số (1; 0) là một nghiệm của hệ bất phương trình  $\left\{\begin{array}{c}y-1<0\\ x+2\ge 0\end{array}\right.$.

Vậy hai cặp số (0; 0) và (1; 0) là nghiệm của hệ bất phương trình $\left\{\begin{array}{c}y-1<0\\ x+2\ge 0\end{array}\right.$

+ Xét miền nghiệm của bất phương trình x + y – 3 ≤ 0 :

Lấy điểm O(0 ; 0) không thuộc đường thẳng màu đỏ : x + y – 3 = 0, ta có : 0 + 0 – 3 = -3 < 0 nên miền nghiệm của bất phương trình x + y – 3 ≤ 0 là nửa mặt phẳng kể cả bờ là đường thẳng x + y – 3 = 0 và chứa gốc tọa tộ O (là phần không gạch chéo đỏ trong hình 1).

+ Xét miền nghiệm của bất phương trình -2x + y + 3 ≥ 0:

Lấy điểm O(0 ; 0) không thuộc đường thẳng màu xanh: -2x + y + 3 = 0, ta có : -2.0 + 0 + 3 = 3 > 0 nên miền nghiệm của bất phương trình -2x + y + 3 ≥ 0 là nửa mặt phẳng kể cả bờ là đường thẳng -2x + y + 3 = 0 và chứa gốc tọa độ O (là phần không gạch chéo xanh trong hình 1).

Vậy miền không gạch chéo (kể cả bờ) trong Hình 1 là miền biểu diễn phần giao các miền nghiệm của hai bất phương trình trong hệ $\left\{\begin{array}{c}x+y-3\le 0\\ -2x+y+3\ge 0\end{array}\right.$

Biểu diễn miền nghiệm của từng bất phương trình trên mặt phẳng Oxy.

- Xác định miền nghiệm D₁ của bất phương trình x + y ≤ 8:

Lấy điểm O(0; 0) không thuộc đường thẳng d₁: x + y = 8, ta có: 0 + 0 = 0 < 8. Do đó miền nghiệm của bất phương trình x + y ≤ 8 là nửa mặt phẳng bờ là đường thẳng d (kể cả đường thẳng d₁) và chứa gốc tọa độ O (như hình 3).

- Xác định miền nghiệm D₂ của bất phương trình 2x +3y ≤ 18:

Lấy điểm O(0; 0) không thuộc đường thẳng d₂: 2x + 3y = 18, ta có: 2.0 + 3.0 = 0 < 18. Do đó miền nghiệm của bất phương trình 2x +3y ≤ 18 là nửa mặt phẳng bờ là đường thẳng d₂ (kể cả đường thẳng d₂) và chứa gốc tọa độ O (như hình 3).

- Xác định miền nghiệm D₃ của bất phương trình x ≥ 0:

Miền nghiệm của bất phương trình x ≥ 0 là nửa mặt phẳng bên phải trục Oy và kể cả bờ Oy (như hình 3).

- Miền nghiệm của bất phương trình y ≥ 0 là nửa mặt phẳng bên trên trục Ox và kể cả bờ Ox (như hình 3).

Gọi x là số lít nước cam loại A và y là số lít nước cam loại B có thể pha chế được.

- Hiển nhiên x ≥ 0 và y ≥ 0.

Để pha chế x lít nước cam loại A cần 30x gam đường, x lít nước và x gam bột cam.

Để pha chế y lít nước cam loại B cần 10y gam đường, y lít nước và 4y gam bột cam.

Tổng số đường cần dùng là: 30x + 10y (g); tổng số nước cần dùng là x + y (l) ; tổng số bột cam cần dùng là: x + 4y (gam).

- Do chỉ có 210 gam đường nên ta có bất phương trình: 30x + 10y ≤ 210, hay 3x + y ≤ 21.

- Do chỉ có 9 l nước nên ta có bất phương trình: x + y ≤ 9.

- Do chỉ có 24 gam bột cam nên ta có bất phương trình: x + 4y ≤ 24

Từ đó, ta có hệ bất phương trình mô tả các điều kiện ràng buộc đối với x và y là: $\left\{\begin{array}{c}x\ge 0\\ y\ge 0\\ 3x+y\le 21\\ \begin{array}{l}x+y\le 9\\ x+4y\le 24\end{array}\end{array}\right.$

Biểu diễn miền nghiệm của hệ bất phương trình này trên hệ trục tọa độ Oxy, ta được hình 4.