Bài 20: Định lý Vi-ét và ứng dụng
✨ Francois Viète — Nhà Toán học Pháp và Công thức Kì diệu
François Viète (1540 – 1603) là một nhà toán học nổi tiếng người Pháp. Ông là người đầu tiên phát hiện ra mối liên hệ tuyệt đẹp giữa các hệ số và các nghiệm của phương trình bậc hai .
Nhờ Định lý Vi-ét, chúng ta có thể nhẩm nghiệm nhanh chóng trong 3 giây mà không cần tính biệt thức , tính giá trị các biểu thức đối xứng phức tạp và ứng dụng vào giải vô số bài toán thực tế!
📖 1. Định lý Vi-ét Thuận & Ứng dụng Nhẩm nghiệm
1. Định lý Vi-ét (Thuận): Nếu phương trình bậc hai () có hai nghiệm thì:
2. Ứng dụng Nhẩm nghiệm đặc biệt:
- Trường hợp 1: Nếu thì phương trình có 2 nghiệm:
- Trường hợp 2: Nếu thì phương trình có 2 nghiệm:
3 Ví dụ minh họa Định lý Vi-ét thuận & Nhẩm nghiệm:
-
Ví dụ 1: Nhẩm nghiệm của phương trình .
- Giải: Ta có .
Nhận thấy .
Phương trình có 2 nghiệm: và .
- Giải: Ta có .
-
Ví dụ 2: Nhẩm nghiệm của phương trình .
- Giải: Ta có .
Nhận thấy .
Phương trình có 2 nghiệm: và .
- Giải: Ta có .
-
Ví dụ 3: Không giải phương trình , hãy tính tổng và tích của hai nghiệm.
- Giải: Biệt thức phương trình có 2 nghiệm phân biệt.
Theo định lý Vi-ét: và .
- Giải: Biệt thức phương trình có 2 nghiệm phân biệt.
📖 2. Định lý Vi-ét Đảo — Tìm hai số khi biết Tổng và Tích
Định lý Vi-ét (Đảo): Nếu hai số và có tổng và tích thì và là hai nghiệm của phương trình bậc hai:
Điều kiện tồn tại hai số và :
3 Ví dụ minh họa Định lý Vi-ét đảo:
-
Ví dụ 1: Tìm hai số và biết và .
- Giải: Ta có . Điều kiện .
Hai số là hai nghiệm của phương trình .
.
Vậy hai số cần tìm là hoặc .
- Giải: Ta có . Điều kiện .
-
Ví dụ 2: Tìm hai số và biết và .
- Giải: Ta có . Điều kiện .
Hai số là nghiệm của phương trình .
Vậy hai số là và .
- Giải: Ta có . Điều kiện .
-
Ví dụ 3: Tính độ dài hai cạnh góc vuông của một tam giác vuông biết chu vi bằng và cạnh huyền bằng .
- Giải: Gọi hai cạnh góc vuông là .
Theo đề bài: ().
Theo định lý Pythagore: .
Hai số là nghiệm của .
Vậy hai cạnh góc vuông có độ dài và .
- Giải: Gọi hai cạnh góc vuông là .
🎯 5 Dạng toán & Phương pháp giải chi tiết
Dạng 1: Nhẩm nghiệm của phương trình bậc hai
- Phương pháp: Kiểm tra hoặc . Nếu không rơi vào 2 TH này, đoán tổng và tích .
-
Ví dụ 1: Nhẩm nghiệm phương trình .
- Lời giải: .
-
Ví dụ 2: Nhẩm nghiệm phương trình .
- Lời giải: .
-
Ví dụ 3: Nhẩm nghiệm phương trình .
- Lời giải: và . Hai số có tổng 5 và tích 6 là và .
Vậy tập nghiệm .
- Lời giải: và . Hai số có tổng 5 và tích 6 là và .
Dạng 2: Tính giá trị của biểu thức đối xứng giữa hai nghiệm
- Phương pháp: Biến đổi biểu thức theo tổng và tích :
-
Ví dụ 1: Cho phương trình có 2 nghiệm . Tính .
- Lời giải: Vi-ét: .
.
- Lời giải: Vi-ét: .
-
Ví dụ 2: Cho phương trình có 2 nghiệm . Tính .
- Lời giải: Vi-ét: .
.
- Lời giải: Vi-ét: .
-
Ví dụ 3: Cho phương trình có 2 nghiệm . Tính .
- Lời giải: Vi-ét: .
.
- Lời giải: Vi-ét: .
Dạng 3: Tìm tham số để hai nghiệm thỏa mãn biểu thức cho trước
- Phương pháp:
- Tìm ĐK để phương trình có 2 nghiệm ( hoặc ).
- Viết hệ thức Vi-ét theo .
- Biến đổi điều kiện bài ra theo và rồi giải ra (đối chiếu ĐK).
-
Ví dụ 1: Tìm để phương trình có 2 nghiệm thỏa mãn .
- Lời giải: .
Theo Vi-ét: .
.
.
Đối chiếu : Chọn (vì ).
- Lời giải: .
-
Ví dụ 2: Cho phương trình . Tìm để phương trình có 2 nghiệm thỏa mãn .
- Lời giải: .
Vi-ét: và .
Kết hợp .
Thay vào tích: (TM ĐK ).
- Lời giải: .
-
Ví dụ 3: Tìm để phương trình có 2 nghiệm thỏa mãn .
- Lời giải: .
Vi-ét: (1) và (2).
Từ và (1) .
Thay vào (2): .
.
- Lời giải: .
Dạng 4: Xét dấu các Nghiệm của Phương trình bậc hai
- Phương pháp:
- Hai nghiệm trái dấu: (hoặc ).
- Hai nghiệm cùng dấu: .
- Hai nghiệm cùng dương: .
- Hai nghiệm cùng âm: .
-
Ví dụ 1: Tìm để phương trình có 2 nghiệm trái dấu.
- Lời giải: Phương trình có 2 nghiệm trái dấu .
-
Ví dụ 2: Tìm để phương trình có 2 nghiệm cùng dương.
- Lời giải: Điều kiện có 2 nghiệm cùng dương:
.
- Lời giải: Điều kiện có 2 nghiệm cùng dương:
-
Ví dụ 3: Tìm để phương trình có 2 nghiệm cùng âm.
- Lời giải: Điều kiện có 2 nghiệm cùng âm:
.
Kết hợp điều kiện và (để có 2 nghiệm phân biệt âm) và .
- Lời giải: Điều kiện có 2 nghiệm cùng âm:
Dạng 5: Lập Phương trình bậc hai nhận làm nghiệm
- Phương pháp: Tính tổng và tích theo các nghiệm . Phương trình cần lập là .
-
Ví dụ 1: Cho là hai nghiệm của phương trình . Lập phương trình bậc hai nhận và làm nghiệm.
- Lời giải: Vi-ét của : .
.
.
Phương trình cần lập là .
- Lời giải: Vi-ét của : .
-
Ví dụ 2: Lập phương trình bậc hai nhận và làm nghiệm với là nghiệm của .
- Lời giải: .
.
.
Phương trình cần lập là .
- Lời giải: .
-
Ví dụ 3: Lập phương trình bậc hai nhận và làm nghiệm với là nghiệm của .
- Lời giải: .
.
.
Phương trình cần lập: .
- Lời giải: .
🌍 3 Bài toán ứng dụng đời sống thực tế
Bài toán 1 (Thiết kế Kích thước Sân chơi Trẻ em):
Một sân chơi trẻ em hình chữ nhật có chu vi và diện tích . Áp dụng định lý Vi-ét đảo để tính chiều dài và chiều rộng của sân chơi.
Bài toán 2 (Kỹ thuật Mạch điện Song song):
Hai điện trở và được mắc song song vào mạch điện có điện trở tương đương . Khi mắc nối tiếp, điện trở tương đương là . Tính độ lớn của hai điện trở và .
Bài toán 3 (Kinh tế & Định giá Bán Sản phẩm):
Một nhà sản xuất bán hai mặt hàng A và B. Biết tổng giá bán hai mặt hàng là 15 triệu đồng và tích giá bán là 50 (đơn vị triệu đồng ). Tìm giá bán riêng của từng mặt hàng.
📌 Hướng dẫn: Công cụ tương tác dưới đây hỗ trợ tự động kiểm tra định lý Vi-ét, nhẩm nghiệm và biến đổi các biểu thức đối xứng!
Máy Tính Phương Trình Bậc 2 & Định Lí Viète
Nhập các hệ số a, b, c của phương trình ax² + bx + c = 0 (a ≠ 0).
Trọng tâm kiến thức Bài 20:
- Định lý Vi-ét thuận: .
- Nhẩm nghiệm:
- .
- .
- Định lý Vi-ét đảo: (ĐK: ).
Cho phương trình () có 2 nghiệm . Theo định lý Vi-ét, tổng và tích bằng:
📝 Bài tập tự luận
Bài 1: Nhẩm nghiệm các phương trình bậc hai sau (không dùng công thức nghiệm):
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Bài 2: Cho phương trình có 2 nghiệm . Không giải phương trình, hãy tính:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Bài 3: Tìm hai số và trong các trường hợp sau:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Bài 4: Cho phương trình .
a) Tìm để phương trình có 2 nghiệm phân biệt.
b) Tìm để hai nghiệm thỏa mãn .
Bài 5: Cho phương trình .
a) Tìm để phương trình có 2 nghiệm phân biệt .
b) Tìm để hai nghiệm thỏa mãn .
Bài 6: Cho phương trình .
a) Chứng minh phương trình luôn có 2 nghiệm với mọi .
b) Tìm để hai nghiệm thỏa mãn .
Bài 7: Cho phương trình có 2 nghiệm . Lập phương trình bậc hai nhận và làm nghiệm.
Bài 8: Cho phương trình . Tìm để phương trình có 2 nghiệm cùng dấu (hoặc cùng dương).
Bài 9 (Thực tế): Hai thợ xây cùng làm chung một bức tường trong 6 giờ thì xong. Nếu làm riêng, người thợ thứ nhất hoàn thành công việc nhanh hơn người thợ thứ hai 5 giờ. Tính thời gian mỗi người làm riêng để xong bức tường.
Bài 10 (Thực tế): Một thảm cỏ hình chữ nhật có chu vi và diện tích . Dùng định lý Vi-ét đảo để tính chiều dài và chiều rộng của thảm cỏ.
📊 Lời giải chi tiết 10 bài tập tự luận
Bài 1:
a) .
b) .
c) .
d) .
e) .
f) .
Bài 2:
Vi-ét: .
a) .
b) .
c) .
d) .
e) .
f) .
Bài 3:
a) hoặc .
b) hoặc .
c) hoặc .
d) hoặc .
e) Đặt hoặc .
f) .
hoặc .
Bài 4:
a) .
b) .
.
Đối chiếu .
Bài 5:
a) .
b) và .
Tích (TM ĐK ).
Bài 6:
a) với mọi luôn có nghiệm.
b) Ta thấy nghiệm là .
- TH1: .
- TH2: .
Bài 7:
Vi-ét : .
.
.
Phương trình cần lập là .
Bài 8:
. ĐK có 2 nghiệm phân biệt .
Hai nghiệm cùng dấu .
Hai nghiệm cùng dương (và ).
Bài 9:
Gọi thời gian thợ thứ nhất làm riêng xong việc là (giờ).
Thợ thứ hai làm riêng xong việc là (giờ).
Phương trình năng suất: .
(TM).
Thợ 1 làm riêng xong trong 10 giờ, thợ 2 làm riêng xong trong 15 giờ.
Bài 10:
Nửa chu vi . Diện tích .
là hai nghiệm của .
Chiều dài thảm cỏ là , chiều rộng là .