Chuyên đề
GIẢI VÀ BIỆN LUẬN HỆ PHƯƠNG TRÌNH BẬC NHẤT HAI ẨN
1. Giải và biện luận hệ phương trình
Phương pháp giải:
Cách 1: Từ một phương trình của hệ tìm y theo x rồi thế vào phương trình thứ hai để được phương trình bậc nhất đối với x
Giả sử phương trình bậc nhất đối với x có dạng: ax = b (1)
Biện luận phương trình (1) ta sẽ có sự biện luận của hệ
i) Nếu a=0: (1) trở thành 0x = b
- Nếu b = 0 thì hệ có vô số nghiệm
- Nếu b \(\ne \)0 thì hệ vô nghiệm
ii) Nếu a \(\ne \)0 thì (1) \(\Rightarrow \) x = \(\frac{b}{a}\), Thay vào biểu thức của x ta tìm y, lúc đó hệ phương trình có nghiệm duy nhất.
Cách 2: Dùng định thức để giải và biện luận hpt
Ví dụ 1: Giải và biện luận hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}
mx - y = 2m(1)\\
4x - my = m + 6(2)
\end{array} \right.\)
Từ (1) \(\Rightarrow \) y = mx – 2m, thay vào (2) ta được:
4x – m(mx – 2m) = m + 6 \(\Leftrightarrow \)(m2 – 4)x = (2m + 3)(m – 2) (3)
Nếu m2 – 4 \(\ne \) 0 hay m\(\ne \) \(\pm \)2 thì x = \(\frac{(2m+3)(m-2)}{{{m}^{2}}-4}=\frac{2m+3}{m+2}\)
Khi đó y = - \(\frac{m}{m+2}\). Hệ có nghiệm duy nhất: (\(\frac{2m+3}{m+2}\);-\(\frac{m}{m+2}\))
ii) Nếu m = 2 thì (3) thỏa mãn với mọi x, khi đó y = mx -2m = 2x – 4
Hệ có vô số nghiệm (x, 2x-4) với mọi x \(\in \) R
iii) Nếu m = -2 thì (3) trở thành 0x = 4 . Hệ vô nghiệm
Vậy: - Nếu m\(\ne \)\(\pm \)2 thì hệ có nghiệm duy nhất: (x,y) = (\(\frac{2m+3}{m+2}\);-\(\frac{m}{m+2}\))
- Nếu m = 2 thì hệ có vô số nghiệm (x, 2x-4) với mọi x \(\in \) R
- Nếu m = -2 thì hệ vô nghiệm
Bài tập: Giải và biện luận các hệ phương trình sau:
1) \(\left\{ \begin{array}{l}
mx + y = 3m - 1\\
x + my = m + 1
\end{array} \right.\)
2) \(\left\{ \begin{array}{l}
mx + 4y = 10 - m\\
x + my = 4
\end{array} \right.\)
3) \(\left\{ \begin{array}{l}
(m - 1)x - my = 3m - 1\\
2x - y = m + 5
\end{array} \right.\)
2. Xác định giá trị của tham số để hệ có nghiệm thỏa mãn điều kiện cho trước
Phương pháp giải:
Giải hệ phương trình theo tham số
Viết x, y của hệ về dạng: n + \(\frac{k}{f(m)}\) với n, k nguyên
Tìm m nguyên để f(m) là ước của k
Ví dụ 1: Định m nguyên để hệ có nghiệm duy nhất là nghiệm nguyên:
\(\left\{ \begin{array}{l}
mx + 2y = m + 1\\
2x + my = 2m - 1
\end{array} \right.\)
HD Giải:
\(\left\{ \begin{array}{l}
mx + 2y = m + 1\\
2x + my = 2m - 1
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
2mx + 4y = 2m + 2\\
2mx + {m^2}y = 2{m^2} - m
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
({m^2} - 4)y = 2{m^2} - 3m - 2 = (m - 2)(2m + 1)\\
2x + my = 2m - 1
\end{array} \right.\)
để hệ có nghiệm duy nhất thì m2 – 4 \(\ne $\) hay m \(\ne \)\(\pm 2\)
Vậy với m \(\ne \)\(\pm 2\) hệ phương trình có nghiệm duy nhất
\(\left\{ \begin{array}{l}
y = \frac{{(m - 2)(2m + 1)}}{{{m^2} - 4}} = \frac{{2m + 1}}{{m + 2}} = 2 - \frac{3}{{m + 2}}\\
x = \frac{{m - 1}}{{m + 2}} = 1 - \frac{3}{{m + 2}}
\end{array} \right.\)
Để x, y là những số nguyên thì m + 2 \(\in \) Ư(3) = \(\left\{ 1;-1;3;-3 \right\}\)
Vậy: m + 2 = \(\pm \)1, \(\pm \)3 => m = -1; -3; 1; -5
VD 2: Định m để hệ phương trình có nghiệm duy nhất (x;y) thỏa mãn hệ thức cho trước
Cho hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}
mx + 4y = 9\\
x + my = 8
\end{array} \right.\)
Với giá trị nào của m để hệ có nghiệm (x ; y) thỏa mãn hệ thức:
2x + y + \(\frac{38}{{{m}^{2}}-4}\) = 3
HD Giải:
- Điều kiện để hệ phương trình có nghiệm duy nhất: m \(\ne \pm \)2
- Giải hệ phương trình theo m
\(\left\{ \begin{array}{l}
mx + 4y = 9\\
x + my = 8
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
mx + 4y = 9\\
mx + {m^2}y = 8m
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
({m^2} - 4)y = 8m - 9\\
x + my = 8
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
y = \frac{{8m - 9}}{{{m^2} - 4}}\\
x = \frac{{9m - 32}}{{{m^2} - 4}}
\end{array} \right.\)
- Thay x = \(\frac{9m-32}{{{m}^{2}}-4}\) ; y = \(\frac{8m-9}{{{m}^{2}}-4}\) vào hệ thức đã cho ta được:
\(\frac{9m-32}{{{m}^{2}}-4}\) + \(\frac{8m-9}{{{m}^{2}}-4}\) + \(\frac{38}{{{m}^{2}}-4}\)= 3
=> 18m – 64 +8m – 9 + 38 = 3m2 – 12
\(\Leftrightarrow \) 3m2 – 26m + 23 = 0
\(\Leftrightarrow \)m1 = 1 ; m2 =\(\frac{23}{3}\) (cả hai giá trị của m đều thỏa mãn điều kiện)
Vậy m = 1 ; m = \(\frac{23}{3}\)
3. Bài tập tổng hợp
Bài 1:
Cho hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}
mx + 4y = 10 - m\\
x + my = 4
\end{array} \right.\) (m là tham số)
a) Giải hệ phương trình khi m = \(\sqrt{2}\)
b) Giải và biện luận hệ phương trình theo m
c) Xác định các giá trị nguyên của m để hệ có nghiệm duy nhất (x;y) sao cho x> 0, y > 0
d) Với giá trị nào của m thì hệ có nghiệm (x;y) với x, y là các số nguyên dương
Bài 2:
Cho hệ phương trình : \(\left\{ \begin{array}{l}
(m - 1)x - my = 3m - 1\\
2x - y = m + 5
\end{array} \right.\)
a) Giải và biện luận hệ phương trình theo m
b) Với giá trị nguyên nào của m để hai đường thẳng của hệ cắt nhau tại một điểm nằm trong góc phần tư thứ IV của hệ tọa độ Oxy
c) Định m để hệ có nghiệm duy nhất (x ; y) sao cho P = x2 + y2 đạt giá trị nhỏ nhất.
Bài 3:
Cho hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}
3x + 2y = 4\\
2x - y = m
\end{array} \right.\)
a) Giải hệ phương trình khi m = 5
b) Tìm m nguyên sao cho hệ có nghiệm (x; y) với x < 1, y < 1
c) Với giá trị nào của m thì ba đường thẳng
3x + 2y = 4; 2x – y = m; x + 2y = 3 đồng quy
Bài 4:
Cho hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}
mx + 4y = 9\\
x + my = 8
\end{array} \right.\)
a) Giải hệ phương trình khi m = 1
b) Với giá trị nào của m để hệ có nghiệm (-1 ; 3)
c) Với giá trị nào của m thì hệ có nghiệm duy nhất, vô nghiệm
Bài 5:
Cho hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}
x + my = 9\\
mx - 3y = 4
\end{array} \right.\)
a) Giải hệ phương trình khi m = 3
b) Với giá trị nào của m để hệ có nghiệm (-1 ; 3)
c) Chứng tỏ rằng hệ phương trình luôn luôn có nghiệm duy nhất với mọi m
d) Với giá trị nào của m để hệ có nghiệm (x ; y) thỏa mãn hệ thức:
x - 3y = \(\frac{28}{{{m}^{2}}+3}\) - 3
Bài 6:
Cho hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}
mx - y = 2\\
3x + my = 5
\end{array} \right.\)
a) Giải hệ phương trình khi \(m=\sqrt{2}\).
b) Tìm giá trị của m để hệ phương trình đã cho có nghiệm (x; y) thỏa mãn hệ thức \(x+y=1-\frac{{{m}^{2}}}{{{m}^{2}}+3}\).
Bài 7:
Cho hệ phương trình \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{3x - my = - 9}\\
{mx + 2y = 16}
\end{array}{\rm{ }}} \right.\)
a) Giải hệ phương trình khi m = 5
b) Chứng tỏ rằng hệ phương trình luôn luôn có nghiệm duy nhất với mọi m
c) Định m để hệ có nghiệm (x ; y) = ( 1,4 ; 6,6)
d) Tìm giá trị nguyên của m để hai đường thẳng của hệ cắt nhau tại một điểm nằm trong góc phần tư thứ IV trên mặt phẳng tọa độ Oxy
Trên đây là một phần nội dung tài liệu Chuyên đề Giải và biện luận hệ phương trình bậc nhất hai ẩn Toán 9. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tư liệu cùng chuyên mục tại đây:
- Bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên đề Bất đẳng thức Toán 9
- Bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên đề Thực hiện tính và rút gọn biểu thức Toán 9
Chúc các em học tập tốt !