Bài 1 trang 99 SGK Đại số 10

Đề bài

Biểu diễn hình học tập nghiệm của các bất phương trình bậc nhất hai ẩn sau:

a) \(- x + 2 + 2(y - 2) < 2(1 - x)\);                

b) \(3(x - 1) + 4(y - 2) < 5x - 3\).

Hướng dẫn giải

Quy tắc thực hành biểu diễn hình học tập nghiệm (hay biểu diễn miền nghiệm) của bất phương trình \(ax + by \le c\left( {ax + by \ge c} \right)\)

Bước 1: Trên mặt phẳng tọa độ Oxy, vẽ đường thẳng (d): ax + by = c.

Bước 2: Lấy một điểm \(M\left( {{x_0};{y_0}} \right)\) không thuộc (d) (ta thường lấy gốc tọa độ).

Bước 3: Tính \(a{x_0} + b{y_0}\) và so sánh  \(a{x_0} + b{y_0}\) với c.

Bước 4: Kết luận:

+) Nếu \(a{x_0} + b{y_0} < c\) thì nửa mặt phẳng bờ (d) chứa M là miền nghiệm của \(a{x_0} + b{y_0} \le c\).

+) Nếu \(a{x_0} + b{y_0} > c\) thì nửa mặt phẳng bờ (d) không chứa M là miền nghiệm của \(a{x_0} + b{y_0}  \ge  c\).

Lời giải chi tiết

a) \(- x + 2 + 2(y - 2) < 2(1 - x) \)

\(\Leftrightarrow  - x + 2 + 2y - 4 < 2 - 2x \)

\(\Leftrightarrow x - 4 + 2y < 0 \Leftrightarrow  y < -\frac{x}{2}+2.\)

Tập nghiệm của bất phương trình là: 

\(T = \left\{ {(x;y)|x \in\mathbb R;y <  - {x \over 2} + 2} \right\}\)

Để biểu diễn tập nghiệm \(T\) trên mặt phẳng tọa độ, ta thực hiện:

+ Vẽ đường thẳng \((d): y= -\frac{x}{2}+2.\)

+ Lấy điểm gốc tọa độ \(O(0; 0)\) \(\notin (d)\).

Ta thấy: \(0 < -\frac{1}{2} - 0 + 2\). Chứng tỏ \((0; 0)\) là một nghiệm của bất phương trình. Vậy nửa mặt phẳng bờ là đường thẳng \((d)\) (không kể bờ) chứa gốc \(O(0; 0)\) là tập hợp các điểm biểu diễn tập nghiệm của bất phương trình đã cho (nửa mặt phẳng không bị gạch sọc)

b) \(3(x - 1) + 4(y - 2) < 5x - 3\)

\(\eqalign{
& \Leftrightarrow 3x - 3 + 4y - 8 - 5x + 3 < 0 \cr
& \Leftrightarrow - 2x + 4y - 8 < 0 \cr
& \Leftrightarrow x - 2y + 4 > 0 \cr} \)

Tập nghiệm của bất phương trình là: 

\(T = \left\{ {(x;y)|x,y \in\mathbb R;x - 2y > -4} \right\}\)

+) Vẽ đường thẳng \((\Delta): x-2y+4=0\)

+) Lấy điểm \(O(0;0)\) \(\notin (\Delta)\)

Ta thấy \(0-2.0+4=4>0\). Chứng tở \((0;0)\) là một nghiệm của bất phương trình. Vậy nửa mặt phẳng bờ là đường thẳng \((\Delta)\) (không kể bờ) chứa gốc \(O(0; 0)\) là tập hợp các điểm biểu diễn tập nghiệm của bất phương trình đã cho (nửa mặt phẳng không bị gạch sọc)