Bài 6: Bất phương trình bậc nhất một ẩn
🚦 Giới hạn an toàn và Bất phương trình một ẩn
Trong cuộc sống, chúng ta thường xuyên gặp các bài toán giới hạn:
- Tốc độ lái xe trong đô thị: km/h.
- Số điểm cần đạt để vượt qua bài thi: .
- Trọng lượng hàng hóa xếp lên thang máy: kg.
Để giải quyết các bài toán giới hạn có chứa 1 ẩn số, toán học xây dựng khái niệm Bất phương trình bậc nhất một ẩn.
📖 1. Khái niệm Bất phương trình bậc nhất một ẩn
Định nghĩa: Bất phương trình bậc nhất một ẩn là bất phương trình có dạng: Trong đó và là hai số đã cho và .
- Nghiệm: Mỗi giá trị của làm cho bất phương trình trở thành một đẳng thức/bất đẳng thức đúng được gọi là một nghiệm của bất phương trình.
- Tập nghiệm: Tập hợp tất cả các nghiệm của bất phương trình được gọi là tập nghiệm của bất phương trình đó. Giải bất phương trình là tìm tập nghiệm của nó.
3 Ví dụ minh họa Lý thuyết 1:
-
Ví dụ 1: Trong các bất phương trình sau, bất phương trình nào là BPT bậc nhất một ẩn :
- a) Là BPT bậc nhất một ẩn ().
- b) Không phải vì .
- c) Không phải vì chứa (bậc 2).
-
Ví dụ 2: Kiểm tra xem có là nghiệm của BPT không.
- Giải: Thay vào vế trái: .
Vì (đúng) nên là một nghiệm của BPT.
- Giải: Thay vào vế trái: .
-
Ví dụ 3: Viết tập nghiệm và biểu diễn trên trục số của BPT .
- Tập nghiệm là . Trên trục số, dùng ngoặc tròn ’)’ tại điểm 4 hướng về vế trái và gạch bỏ phần bên phải .
📖 2. Hai quy tắc biến đổi bất phương trình
1. Quy tắc chuyển vế: Khi chuyển một hạng tử của bất phương trình từ vế này sang vế kia, ta phải đổi dấu hạng tử đó:
2. Quy tắc nhân với một số:
- Khi nhân (hoặc chia) hai vế của bất phương trình với cùng một số dương, ta giữ nguyên chiều bất phương trình.
- Khi nhân (hoặc chia) hai vế của bất phương trình với cùng một số âm, ta phải đổi chiều bất phương trình.
3 Ví dụ minh họa Quy tắc biến đổi:
-
Ví dụ 1: Giải BPT .
- Giải: Chuyển sang vế phải: .
Chia hai vế cho (giữ nguyên chiều): .
Tập nghiệm: .
- Giải: Chuyển sang vế phải: .
-
Ví dụ 2: Giải BPT .
- Giải: Chuyển sang vế phải: .
Chia hai vế cho (đổi chiều từ thành ): .
Tập nghiệm: .
- Giải: Chuyển sang vế phải: .
-
Ví dụ 3: Giải BPT .
- Giải: Chuyển các hạng tử chứa sang vế trái, hằng số sang vế phải:
.
Chia hai vế cho (đổi chiều): .
Tập nghiệm: .
- Giải: Chuyển các hạng tử chứa sang vế trái, hằng số sang vế phải:
🎯 5 Dạng toán & Phương pháp giải chi tiết
Dạng 1: Giải BPT bậc nhất một ẩn và biểu diễn tập nghiệm trên trục số
- Phương pháp: Đưa về dạng hoặc . Nếu nhớ đổi chiều BĐT.
-
Ví dụ 1: Giải BPT và vẽ biểu diễn tập nghiệm.
- Lời giải: . Tập nghiệm . Trên trục số, dùng ngoặc ’[’ tại 3 hướng sang phải, gạch bỏ phần bên trái.
-
Ví dụ 2: Giải BPT .
- Lời giải: . Tập nghiệm .
-
Ví dụ 3: Giải BPT .
- Lời giải: . Tập nghiệm .
Dạng 2: Giải BPT quy về bậc nhất một ẩn (chứa ngoặc / quy đồng)
- Phương pháp:
- Nút ngoặc: dùng tính chất phân phối .
- Quy đồng khử mẫu số dương.
- Thu gọn về dạng .
-
Ví dụ 1: Giải BPT .
- Lời giải: .
-
Ví dụ 2: Giải BPT .
- Lời giải: Mẫu chung là 6 (số dương). Quy đồng hai vế:
(vô lý).
Vậy BPT vô nghiệm .
- Lời giải: Mẫu chung là 6 (số dương). Quy đồng hai vế:
-
Ví dụ 3: Giải BPT .
- Lời giải: Quy đồng mẫu 6: .
Dạng 3: Tìm nghiệm nguyên của bất phương trình
- Phương pháp: Giải BPT tìm tập nghiệm dạng , sau đó liệt kê hoặc tìm các số nguyên thỏa mãn.
-
Ví dụ 1: Tìm các nghiệm nguyên dương của BPT .
- Lời giải: .
Vì là số nguyên dương () nên .
- Lời giải: .
-
Ví dụ 2: Tìm nghiệm nguyên lớn nhất của BPT .
- Lời giải: .
Nghiệm nguyên lớn nhất thỏa mãn là .
- Lời giải: .
-
Ví dụ 3: Tìm tất cả các số nguyên thỏa mãn đồng thời hai BPT: và .
- Lời giải:
- .
- .
Kết hợp: . Vì nên .
- Lời giải:
Dạng 4: Bất phương trình chứa tham số
- Phương pháp: Biến đổi về dạng . Thảo luận theo hệ số :
- .
- .
- Xét (vô số nghiệm hay vô nghiệm).
-
Ví dụ 1: Tìm để BPT có nghiệm là .
- Lời giải: BPT bị đổi chiều từ sang khi chia hai vế cho .
Do đó .
- Lời giải: BPT bị đổi chiều từ sang khi chia hai vế cho .
-
Ví dụ 2: Tìm để BPT có nghiệm .
- Lời giải: Vì với mọi nên BPT tương đương .
Để tập nghiệm là thì .
- Lời giải: Vì với mọi nên BPT tương đương .
-
Ví dụ 3: Tìm để BPT nghiệm đúng với mọi .
- Lời giải: . Để đúng với mọi thì hệ số của phải bằng 0 và vế phải thỏa mãn (vô lý). Vậy không có giá trị nào để BPT nghiệm đúng với mọi .
Dạng 5: Giải hệ bất phương trình bậc nhất một ẩn
- Phương pháp:
- Giải riêng từng BPT trong hệ.
- Lấy giao của các tập nghiệm (tìm phần chung).
-
Ví dụ 1: Giải hệ BPT .
- Lời giải:
- .
- .
Giao hai tập nghiệm: . Tập nghiệm hệ là .
- Lời giải:
-
Ví dụ 2: Giải hệ BPT .
- Lời giải:
- .
- .
Không có số thực nào vừa vừa . Vậy hệ BPT vô nghiệm .
- Lời giải:
-
Ví dụ 3: Giải hệ BPT .
- Lời giải: và . Giao hai tập nghiệm thu được .
🌍 3 Bài toán ứng dụng đời sống thực tế
Bài toán 1 (Tài chính & Gói cước viễn thông):
Một công ty cung cấp 2 gói cước internet:
- Gói A: Cước cố định 100 000 đồng/tháng và 500 đồng cho mỗi GB dung lượng sử dụng.
- Gói B: Không có cước cố định nhưng tính 1 500 đồng cho mỗi GB sử dụng.
Hỏi khách hàng cần sử dụng tối thiểu bao nhiêu GB dung lượng trong tháng để việc đăng ký Gói A tiết kiệm chi phí hơn Gói B?
Bài toán 2 (Kinh doanh & Điểm hòa vốn sản xuất):
Một xưởng may áo sơ mi có chi phí cố định duy trì xưởng là 20 000 000 đồng/tháng. Chi phí nguyên liệu và công làm mỗi chiếc áo là 150 000 đồng. Giá bán mỗi chiếc áo ra thị trường là 250 000 đồng.
a) Lập bất phương trình biểu thị số chiếc áo xưởng cần bán trong tháng để bắt đầu có lãi ().
b) Xưởng cần bán tối thiểu bao nhiêu chiếc áo trong tháng để có lãi?
Bài toán 3 (Giáo dục & Đánh giá năng lực):
Điểm trung bình môn Toán học kỳ của bạn Bình được tính bằng công thức:
Biết điểm quá trình của Bình là 7,5. Hỏi Bình cần đạt điểm bài thi cuối kỳ tối thiểu là bao nhiêu (thang điểm 10, làm tròn 1 chữ số thập phân) để điểm trung bình môn học kỳ đạt từ 8,0 trở lên (đạt danh hiệu Học sinh Giỏi)?
📌 Hướng dẫn: Công cụ tương tác giải Bất phương trình bậc nhất một ẩn dưới đây giúp bạn luyện tập từng bước biến đổi, chuyển vế và nhân chia hai vế với số âm chuẩn xác!
⚖️ Luyện tập giải Bất phương trình ax + b > c
Trọng tâm kiến thức Bài 6:
- BPT bậc nhất một ẩn: (hoặc ) với .
- Quy tắc chuyển vế: Chuyển hạng tử sang vế kia phải đổi dấu.
- Quy tắc nhân: Nhân/chia với số âm phải ĐỔI CHIỀU BPT.
Bất phương trình nào sau đây là bất phương trình bậc nhất một ẩn ?
📝 Bài tập tự luận
Bài 1: Giải các bất phương trình sau và biểu diễn tập nghiệm trên trục số:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Bài 2: Giải các bất phương trình sau bằng cách bỏ ngoặc hoặc quy đồng mẫu:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Bài 3: Tìm các nghiệm nguyên của bất phương trình:
a) Tìm các nghiệm nguyên dương của BPT .
b) Tìm nghiệm nguyên nhỏ nhất của BPT .
c) Tìm nghiệm nguyên lớn nhất của BPT .
d) Tìm số nghiệm nguyên không âm của BPT .
e) Tìm các số nguyên thỏa mãn .
f) Tìm các số nguyên thỏa mãn đồng thời: và .
Bài 4: Giải các hệ bất phương trình bậc nhất một ẩn:
a)
b)
c)
d)
Bài 5: Cho bất phương trình chứa tham số : .
a) Giải bất phương trình khi .
b) Tìm để bất phương trình nhận là một nghiệm.
Bài 6: Cho bất phương trình .
a) Chứng minh bất phương trình luôn có nghiệm với mọi .
b) Tìm để tập nghiệm của bất phương trình là .
Bài 7: Giải các bất phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối:
a)
b)
c)
d)
Bài 8: Tìm các giá trị của để biểu thức phân thức :
a) Nhận giá trị dương ().
b) Nhận giá trị âm ().
Bài 9 (Thực tế): Một taxi có giá cước mở cửa là 12 000 đồng cho 1 km đầu tiên; từ km thứ 2 trở đi giá cước là 14 000 đồng/km. Bạn An có tối đa 100 000 đồng. Hỏi An có thể đi taxi được quãng đường tối đa là bao nhiêu km?
Bài 10 (Thực tế): Một xe tải chở hàng có khối lượng bản thân xe là 3,5 tấn, chở các thùng hàng cùng loại khối lượng 50 kg/thùng. Xe phải đi qua một cây cầu có biển báo trọng tải tối đa là 8 tấn (tổng khối lượng xe và hàng không vượt quá 8 tấn). Tính số thùng hàng tối đa xe tải được phép chở qua cầu.
📊 Lời giải chi tiết 10 bài tập tự luận
Bài 1:
a) . Tập nghiệm .
b) . Tập nghiệm .
c) . Tập nghiệm .
d) . Tập nghiệm .
e) . Tập nghiệm .
f) . Tập nghiệm .
Bài 2:
a) .
b) .
c) Quy đồng mẫu 12: (luôn đúng với mọi ). .
d) Quy đồng mẫu 15: .
e) Mẫu chung 12: .
f) .
Bài 3:
a) . Nghiệm nguyên dương () là .
b) . Nghiệm nguyên nhỏ nhất là .
c) . Nghiệm nguyên lớn nhất là .
d) . Nghiệm nguyên không âm () là (có 4 nghiệm).
e) .
Các nghiệm nguyên .
f) ; . Tập hợp nguyên .
Bài 4:
a) ; . Nghiệm .
b) ; . Nghiệm .
c) ; . Nghiệm .
d) ; . Không có thỏa mãn .
Bài 5:
a) With : .
b) Thay vào BPT: (vô lý). Vậy không có nào để là nghiệm.
Bài 6:
a) Vì với mọi nên ta chia hai vế cho mà không đổi chiều BPT:
.
b) Để tập nghiệm là .
Bài 7:
a) .
b) .
c) Căn cứ , do đó .
d) Vì nên BPT đúng với mọi .
Bài 8:
a) và cùng dấu.
- TH1: .
- TH2: .
Vậy hoặc .
b) và trái dấu.
Vì nên .
Bài 9:
Gọi là số km An đi taxi ().
Nếu : Tiền là 12 000 đồng (thỏa mãn).
Nếu : Số km sau km đầu là .
Tổng tiền: .
km.
Vậy An có thể đi tối đa 7,28 km.
Bài 10:
Đổi 3,5 tấn = 3500 kg; 8 tấn = 8000 kg.
Gọi số thùng hàng xe chở là ().
Tổng khối lượng: .
Vậy xe tải được chở tối đa 90 thùng hàng qua cầu.