Hệ phương trình có nghiệm duy nhất khi nào là điều quan trọng trong giải toán. Để giải đáp được điều này rõ nhất chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
Mục Lục
Lý thuyết bài toán về giải hệ phương trình
Hệ phương trình là một tập hợp các phương trình, thường có một số ẩn số, mà các nghiệm chung được tìm kiếm. Do đó, một nghiệm của hệ phương trình là một tập hợp các giá trị cho mỗi ẩn số, chúng cùng nhau tạo thành một nghiệm cho mỗi phương trình trong hệ thống.
Hệ phương trình bậc nhất hai ẩn là hệ phương trình có dạng:
Trong đó a, b, c, a’, b’, c’ là các số thực cho trước, x và y là ẩn số
– Nếu hai phương trình (1) và (2) có nghiệm chung ( x 0 , y 0 ) thì ( x 0 , y 0 ) được gọi là nghiệm của hệ phương trình. Nếu hai phương trình (1) và (2) không có nghiệm chung thì hệ phương trình vô nghiệm.
– Giải hệ phương trình là tìm tất cả các nghiệm của nó.
Để giải hệ phương trình bậc nhất hai ẩn, bạn có thể dùng các phương pháp sau:
– Phương pháp thế: là phương pháp biến đổi một trong hai phương trình để tìm ra giá trị của một ẩn theo ẩn còn lại, rồi thay vào phương trình kia để tìm giá trị của ẩn còn lại.
– Phương pháp cộng đại số: là phương pháp nhân hoặc chia cả hai vế của một hoặc cả hai phương trình cho một số thực khác không, rồi cộng hoặc trừ hai phương trình với nhau để loại bỏ một ẩn, rồi giải phương trình còn lại để tìm giá trị của ẩn còn lại.
– Phương pháp định thức: là phương pháp sử dụng công thức Cramer để tìm nghiệm của hệ phương trình dựa vào các định thức của ma trận các hệ số và ma trận mở rộng.
Hệ phương trình tương đương: Hai hệ phương trình được gọi là tương đương nếu chúng có cùng tập nghiệm
Minh họa hình học tập nghiệm của hệ phương trình bậc nhất hai ẩn
Hệ phương trình có nghiệm duy nhất
Xem ngay: điều kiện xác định của phương trình để biết thêm thông tin
– Tập nghiệm của hệ phương trình bậc nhất hai ẩn được biểu diễn bởi tập hợp các điểm chung của hai đường thẳng d : a x + b y = c và d ′ : a ′ x + b ′ y = c ′ .
Trường hợp 1. d ∩ d ′ = A ( x 0 ; y 0 ) ⇔ Hệ phương trình có nghiệm duy nhất (x0 ; y 0);
Trường hợp 2. d / / d ′ ⇔ Hệ phương trình vô nghiệm;
Trường hợp 3. d ≡ d ′ ⇔ Hệ phương trình có vô số nghiệm.
Hệ phương trình có nghiệm duy nhất ⇔ a /a ′ ≠ b /b ′ ;
Hệ phương trình vô nghiệm ⇔ a/a ′ = b /b ′ ≠ c/ c ′ ;
Hệ phương trình có vô số nghiệm ⇔ a /a ′ = b /b ′ = c /c ′ .
Các dạng toán thường gặp về hệ phương trình bậc nhất hai ẩn
Dạng 1: Dự đoán số nghiệm của hệ phương trình bậc nhất hai ẩn. Tìm giá trị của tham số để hệ phương trình có số nghiệm yêu cầu.
Phương pháp:
xét hệ phương trình bậc nhất hai ẩn
– Hệ phương trình có nghiệm duy nhất <=> a/a’ khác b/b’
– Hệ phương trình vô nghiệm <=> a/a’ = b/b’ khác c/c’
– Hệ phương trình có vô số nghiệm <=> a/a’ = b/b’ = c/c’
Dạng 2: Kiểm tra cặp số cho trước có là nghiệm của hệ phương trình bậc nhất hai ẩn hay không?
Phương pháp: Cặp số ( x 0 ; y 0 ) là nghiệm của hệ phương trình {a x + b y = c và a ′ x + b ′ y = c ′ khi và chỉ khi nó thỏa mãn cả hai phương trình của hệ.
Dạng 3: Giải hệ phương trình bậc nhất hai ẩn bằng phương pháp đồ thị
Phương pháp: Để giải hệ phương trình bậc nhất hai ẩn a x + b y = c và a ′ x + b ′ y = c ′ bằng phương pháp đồ thị ta làm như sau:
Bước 1. Vẽ hai đường thẳng d: ax + by = c và d’: a’x + b’y = c’ trên cùng một hệ trục tọa độ. Hoặc tìm tọa độ giao điểm củ hai đường thẳng.
Bước 2. Xác định nghiệm của hệ phương trình dựa vào đồ thị đã vẽ ở bước 1 (hay nghiệm của hệ phương trình chính là tọa độ giao điểm của hai đường thẳng).
Cách giải bài tập tìm m hệ phương trình có nghiệm duy nhất khi nào
Để giải bài toán này, bạn cần làm theo các bước sau:
– Bước 1: Đặt điều kiện để hệ phương trình có nghĩa. Tìm điều kiện của m để phương trình có nghiệm duy nhất. Theo quy tắc Cramer, điều kiện này là:
d = aa’ – bb’ khác 0
– Bước 2: Giải hệ phương trình theo phương pháp thế hoặc phương pháp cộng đại số để tìm nghiệm (x; y) theo tham số m
– Bước 3: Thay nghiệm (x; y) vừa tìm được vào biểu thức điều kiện cho trước và giải để tìm m
– Bước 4: Kết luận
Click ngay: điều kiện để phương trình bậc 3 có 3 nghiệm để biết thêm thông tin
Ví dụ: Tìm m để hệ phương trình sau có nghiệm suy nhất thỏa mãn x + y = 1
Lời giải:
– Bước 1: Tìm điều kiện của m để hệ phương trình có nghiệm duy nhất. Ta có:
D = (m + 2) x 3 – (m + 3) x 1 = 2 (m + 2)
Vậy điều kiện là m khác -2
– Bước 2: Giải hệ phương trình theo phương pháp cộng đại số. Ta có
<=> (m + 5) x – y = -5 và x + 3y = 4
<=> x = (-5 + y)/(m + 5) và x + 3y = 4
x = (-5 + y) / (m + 5) và (-5 + y)/(m + 5) + 3y = 4
<=> x = (-5 + y) / (m + 5) và y(m² – m – 13) = -20 – m
– Bước 3: Thay nghiệm (x; y) vừa tìm được vào biểu thức điều kiện x + y =1 và giải để tìm m. Ta có:
x + y = 1
<=> (-5 + y)/(m + 5) + y = 1
<=> (y – m)(y – m -13) = -20 -m
<=> y² – (2m + 13)y + (13m² + 26m + 20) = 0
Để phương trình bậc hai trên có nghiệm, ta cần denta >= 0. Ta có:
Denta = (2m +13)² – 4(13)(13m² + 26m + 20) = -168 (m² + 4)
Vậy denta >= 0 khi và chỉ khi m =0 hoặc m = -4
– Bước 4: Kết luận. Với m = 0 hoặc m = -4, hệ phương trình có nghiệm duy nhất thỏa mãn x + y = 1
Trên đây là hệ phương trình có nghiệm duy nhất khi nào chi tiết nhất dành cho các bạn học sinh. Chúc các em thành công!
