Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Toán lớp 9 Bài 2: Phương trình bậc hai một ẩn chi tiết sách Toán 9 Tập 2 Chân trời sáng tạo giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Toán 9. Mời các bạn đón xem:
Giải bài tập Toán 9 Bài 2: Phương trình bậc hai một ẩn
Lời giải:
Sau bài học này ta giải quyết được bài toán như sau:
Khi bóng chạm đất thì chiều cao h = 0 nên ta có phương trình: 2 + 9t – 5t2 = 0
Giải phương trình 2 + 9t – 5t2 = 0 (t > 0) ta có: a = –5; b = 9; c = 2.
Δ = 92 – 4 . (−5) . 2 = 121 > 0.
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
(loại); (thỏa mãn).
Vậy thời gian từ lúc ném cho đến khi bóng chạm đất là 2 giây.
1. Phương trình bậc hai một ẩn
Lời giải:
Gọi x (m) là chiều rộng tấm thảm (x > 0) suy ra chiều dài là x + 2 (m).
Biết diện tích tấm thảm bằng 24 m2 nên ta có phương trình:
x.(x + 2) = 24 hay x2 + 2x = 24.
Vậy phương trình với ẩn x biểu thị mối quan hệ giữa chiều, chiều rộng và diện tích của tấm thảm là x2 + 2x = 24.
a) −7x2 = 0;
b)
c) x3 + 5x – 6 = 0;
d) x2 – (m + 2)x + 7 = 0 (m là số đã cho).
Lời giải:
a) Phương trình −7x2 = 0 là phương trình bậc hai một ẩn với a = −7; b = 0; c = 0.
b) Phương trình là phương trình bậc hai một ẩn với a = −12; b = 7; .
c) Phương trình x3 + 5x – 6 = 0 không là phương trình bậc hai một ẩn vì số hạng x3 có chứa bậc 3.
d) Phương trình x2 – (m + 2)x + 7 = 0 là phương trình bậc hai một ẩn với a = 1;
b = –(m + 2) ; c = 7.
2. Giải phương trình bậc hai dạng đặc biệt
i) 3x2 – 12x = 0;
ii) x2 – 16 = 0.
b) Để đưa các phương trình bậc hai dạng đặc biệt trên về phương trình tích ta đã dùng các phép biến đổi nào?
Lời giải:
a) i) 3x2 – 12x = 0
3x(x – 4) = 0
x = 0 hoặc x – 4 = 0
x = 0 hoặc x = 4.
Vậy phương trình 3x2 – 12x = 0 có hai nghiệm x = 0 và x = 4.
ii) x2 – 16 = 0
(x – 4)(x + 4) = 0
x – 4 = 0 hoặc x + 4 = 0
x = 4 hoặc x = –4.
Vậy phương trình x2 – 16 = 0 có hai nghiệm x = –4 và x = 4.
b) Để đưa các phương trình bậc hai dạng đặc biệt trên về phương trình tích ta đã dùng phương pháp đặt nhân tử chung và hằng đẳng thức.
Thực hành 2 trang 12 Toán 9 Tập 2: Giải các phương trình:
a) 3x2 – 27 = 0;
b) x2 – 10x + 25 = 16.
Lời giải:
a) 3x2 – 27 = 0
3x2 = 27
x2 = 9
x = 3 hoặc x = –3.
Vậy phương trình có hai nghiệm x = 3 và x = –3.
b) x2 – 10x + 25 = 16
(x – 5)2 = 16
(x – 5)2 = 42
x – 5 = 4 hoặc x – 5 = –4
x = 9 hoặc x = 1.
Vậy phương trình có hai nghiệm x = 9 và x = 1.
3. Công thức nghiệm của phương trình bậc hai
Khám phá 3 trang 13 Toán 9 Tập 2: Cho phương trình bậc hai x2 – 4x + 3 = 0.
a) Thay mỗi dấu bằng số thích hợp để viết lại phương trình đã cho thành:
b) Giải phương trình (*), từ đó tìm nghiệm phương trình đã cho.
Lời giải:
a) Ta có x2 – 4x + 3 = 0
x2 – 4x + 4 = 1
x2 – 2 . 2x + 22 = 1
(x – 2)2 = 1.
Vậy ta điền như sau: hay
b) Giải phương trình (*), ta được:
(x – 2)2 = 1
x – 2 = 1 hoặc x – 2 = –1
x = 3 hoặc x = 1.
Vậy phương trình (*) có hai nghiệm x = 3 và x = 1.
Thực hành 3 trang 14 Toán 9 Tập 2: Giải các phương trình:
a) 7x2 – 3x + 2 = 0;
b)
c) –2x2 + 5x + 2 = 0.
Lời giải:
a) 7x2 – 3x + 2 = 0
Ta có a = 7; b = –3; c = 2 nên ∆ = (–3)2 – 4 . 7 . 2 = –47 < 0.
Vậy phương trình vô nghiệm.
b)
Ta có nên
Vậy phương trình có nghiệm kép
c) –2x2 + 5x + 2 = 0.
Ta có a = –2; b = 5; c = 2 nên ∆ = 52 – 4 . (–2) . 2 = 41 > 0.
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
a) 5x2 – 12x + 4 = 0;
b)
Lời giải:
a) 5x2 – 12x + 4 = 0
Ta có a = 5; b' = –6; c = 4 nên ∆' = (–6)2 – 5 . 4 = 16 > 0.
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
b)
Ta có nên
Vậy phương trình có nghiệm kép
Vận dụng trang 14 Toán 9 Tập 2: Trả lời câu hỏi trong Hoạt động khởi động (trang 11).
Lời giải:
Khi bóng chạm đất thì chiều cao h = 0 nên ta có phương trình: 2 + 9t – 5t2 = 0
Giải phương trình 2 + 9t – 5t2 = 0 (t > 0) ta có: a = –5; b = 9; c = 2.
Δ = 92 – 4 . (−5) . 2 = 121 > 0.
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
(loại); (thỏa mãn).
Vậy thời gian từ lúc ném cho đến khi bóng chạm đất là 2 giây.
4. Tìm nghiệm phương trình bậc hai một ẩn băng máy tính cầm tay
a) 3x2 – 8x + 4 = 0;
b)
c) 2x2 – 8x + 8 = 0
Lời giải:
− Ấn nút ON để khởi động máy.
− Ấn nút MODE, màn hình máy sẽ hiện ra các dòng như hình:
− Ấn nút 3.
a) 3x2 – 8x + 4 = 0
− Nhập các hệ số như sau:
Màn hình xuất hiện như hình bên: |
|
− Ấn nút , kết quả xuất hiện như hình bên: |
Vậy phương trình đã cho có nghiệm là x = 2 và
b)
− Nhập các hệ số như sau:
Màn hình xuất hiện như hình bên: |
|
− Ấn nút , kết quả xuất hiện như hình bên: |
Vậy phương trình đã cho vô nghiệm.
c) 2x2 – 8x + 8 = 0
− Nhập các hệ số như sau:
Màn hình xuất hiện như hình bên: |
Vậy phương trình đã cho có nghiệm kép x = 2.
5. Giải bài toán bằng cách lập phương trình bậc hai
Lời giải:
Gọi x (m) là chiều rộng của mảnh đất (0 < x < 50).
Ta có chu vi 100 m nên chiều dài của mảnh đất là: 50 – x (m).
Mặt khác, diện tích là 576 m2 nên ta có phương trình biểu thị mối liên hệ giữa chiều rộng, chiều dài và diện tích của mảnh đất là:
x(50 – x) = 576 suy ra –x2 + 50x – 576 = 0.
Vậy phương trình biểu thị mối liên hệ giữa chiều rộng, chiều dài và diện tích của mảnh đất là –x2 + 50x – 576 = 0.
Lời giải:
Gọi x (m) là chiều rộng của sân khấu (0 < x < 10).
Suy ra, chiều dài của sân khấu là: x + 2 (m).
Ta có độ dài đường chéo hình chữ nhật là 10 m nên áp dụng định lí Pythagore trong tam giác vuông thuộc hình chữ nhật ta được:
x2 + (x + 2)2 = 102
x2 + x2 + 4x + 4 – 100 = 0
2x2 + 4x – 96 = 0
x2 + 2x – 48 = 0.
Giải phương trình trên, ta được:
x1 = 6 (thỏa mãn), x2 = −8 (loại).
Suy ra chiều rộng của sân khấu là 6 m, chiều dài là 8 m.
Vậy diện tích của sân khấu là S = 6 . 8 = 48 (m2).
Bài tập
Bài 1 trang 17 Toán 9 Tập 2: Giải các phương trình:
a) 5x2 + 7x = 0;
b) 5x2 – 15 = 0.
Lời giải:
a) 5x2 + 7x = 0
x(5x + 7) = 0
x = 0 hoặc 5x + 7 = 0
x = 0 hoặc .
Vậy phương trình có hai nghiệm là x = 0 và .
b) 5x2 – 15 = 0
5x2 = 15
x2 = 3
Vậy phương trình có hai nghiệm là
Bài 2 trang 17 Toán 9 Tập 2: Dùng công thức nghiệm thu gọn để giải các phương trình sau:
a) x2 – x – 20 = 0;
b) 6x2 – 11x – 35 = 0;
c) 16y2 + 24y + 9 = 0;
d) 3x2 + 5x + 3 = 0;
e)
g)
Lời giải:
a) x2 – x – 20 = 0
Ta có a = 1; b = –1; c = –20 nên ∆ = (–1)2 – 4 . 1 . (–20) = 81 > 0.
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
b) 6x2 – 11x – 35 = 0
Ta có a = 6; b = –11; c = –35 nên ∆ = (–11)2 – 4 . 6 . (–11) = 961 > 0.
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
c) 16y2 + 24y + 9 = 0
Ta có a = 16; b' = 12; c = 9 nên ∆' = 122 – 16 . 9 = 0
Vậy phương trình có nghiệm kép
d) 3x2 + 5x + 3 = 0
Ta có a = 3; b = 5; c = 3 nên ∆ = 32 – 4 . 5 . 3 = –51 < 0.
Vậy phương trình vô nghiệm.
e)
Ta có nên .
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
g)
Ta có nên
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
Bài 3 trang 17 Toán 9 Tập 2: Giải các phương trình:
a) x(x + 8) = 20;
b) x(3x – 4) = 2x2 + 5;
c) (x – 5)2 + 7x = 65;
d) (2x + 3)(2x – 3) = 5(2x + 3).
Lời giải:
a) x(x + 8) = 20
x2 + 8x – 20 = 0
Ta có a = 1; b' = 4; c = –20 nên ∆' = 42 – 1 . (–20) = 36 > 0.
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
b) x(3x – 4) = 2x2 + 5
3x2 – 4x = 2x2 + 5
x2 – 4x – 5 = 0
Ta có a = 1; b' = –2; c = –5 nên ∆' = (–2)2 – 1 . (–5) = 9 > 0.
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
c) (x – 5)2 + 7x = 65
x2 – 10x + 25 + 7x = 65
x2 – 3x – 40 = 0
Ta có a = 1; b = –3; c = –40 nên ∆ = (–3)2 – 4 . 1 . (–40) = 169 > 0.
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
d) (2x + 3)(2x – 3) = 5(2x + 3)
4x2 – 9 = 10x + 15
4x2 – 10x – 24 = 0
2x2 – 5x – 12 = 0
Ta có a = 2; b = –5; c = –12 nên ∆ = (–5)2 – 4 . 2 . (–12) = 121 > 0.
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt là:
Lời giải:
Gọi tốc độ ô tô thứ nhất là x (km/h) (x > 0)
Suy ra tốc độ ô tô thứ hai là x – 10 (km/h)
Thời gian ô tô thứ hai đi từ thành phố A đến thành phố B là: (giờ).
Thời gian ô tô thứ nhất đi từ thành phố A đến thành phố B là: (giờ).
Vì ô tô thứ nhất đến B trước ô tô thứ hai là 30 phút giờ nên ta có phương trình:
Biến đổi phương trình trên, ta được:
150 . 2 . x – 2 . 150(x – 10) = x(x – 10) hay x2 − 10x − 3 000 = 0.
Giải phương trình trên, ta được: x1 = 60 (thỏa mãn), x2 = −50 (loại).
Vậy tốc độ của ô tô thứ nhất là 60 km/h, ô tô thứ hai là 50 km/h.
Lời giải:
Nửa chu vi của vườn là: 280 : 2 = 140 (m).
Gọi chiều dài của hình chữ nhật là x (m) (70 < x < 140).
Suy ra chiều rộng là 140 – x (m).
Mỗi bên để 2 m nên chiều dài của đất để lại trồng trọt chỉ còn x – 4 (m) và chiều rộng là 140 – x – 4 = 136 – x (m).
Theo bài ra, ta có phương trình: (x – 4)(136 – x) = 4256
Suy ra x2 − 140x + 4 800 = 0
Giải phương trình trên ta có:
x1 = 60 (loại), x2 = 80 (thỏa mãn).
Vậy chiều dài của khu vườn là 80 m và chiều rộng là 60 m.
Lời giải:
Gọi khối lượng nước trong dung dịch trước khi đổ thêm nước là x (g) (x > 0).
Khối lượng dung dịch khi đó là x + 50 (g).
Nồng độ muối trong dung dịch khi đó là: .
Nếu đổ thêm 250 g nước vào dung dịch thì khối lượng của dung dịch là:
x + 50 + 250 = x + 300 (g)
Nồng độ dung dịch lúc này là .
Vì nồng độ dung dịch giảm 10% nên ta có phương trình:
Suy ra x2 + 350x – 110 000 = 0
Giải phương trình trên, ta được:
x1 = 200 (thỏa mãn), x2 = 550 (loại)
Vậy trước khi đổ nước vào dung dịch có 200 g nước.
Nồng độ lúc đầu dung dịch là
Vậy nồng độ lúc đầu dung dịch là 0,2%.
Lời giải:
Gọi số xe được điều đến chở hàng là x (xe).
Số xe thực tế chở hàng là: x – 2 (xe).
Số hàng mỗi xe chở thực tế là: (tấn).
Số hàng mỗi xe chở theo dự định là: (tấn).
Theo bài ra ta có phương trình: suy ra x2 − 2x − 360 = 0
Giải phương trình trên, ta được: x1 = 20 (thỏa mãn), x2 = −18 (loại).
Vậy số xe được điều đến chở hàng là 20 xe.
Xem thêm các bài giải bài tập Toán lớp 9 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 1. Hàm số và đồ thị của hàm số y = ax2 (a ≠ 0)
Bài 2. Phương trình bậc hai một ẩn
Bài 1. Bảng tần số và biểu đồ tần số
Bài 2. Bảng tần số tương dối và biểu dồ tần số tương đối
Lý thuyết Phương trình bậc hai một ẩn
1. Phương trình bậc hai một ẩn
– Phương trình bậc hai một ẩn (còn gọi là phương trình bậc hai) là phương trình có dạng ax2 + bx + c = 0, trong đó x là ẩn, a, b, c là những số cho trước gọi là các hệ số và a ≠ 0.
Ví dụ: Phương trình 3x2 + 5x + 6 = 0 là phương trình bậc hai một ẩn với các hệ số a, b, c lần lượt là 3, 5, 6.
2. Giải một số phương trình bậc hai dạng đặc biệt
– Để giải các phương trình bậc hai có dạng ax2 + bx = 0 hoặc ax2 + c = 0 (với a ≠ 0, c < 0), ta có thể đưa phương trình về dạng phương trình tích rồi giải phương trình.
Ví dụ: Để giải phương trình x2 – 1 = 0, ta biến đổi như sau:
x2 – 1 = 0
(x – 1)(x + 1) = 0
x = 1 hoặc –1.
Để giải phương trình x2 + 2x = 0, ta biến đổi như sau:
x2 + 2x = 0
x(x + 2) = 0
x = 0 hoặc x = –2.
3. Công thức nghiệm của phương trình bậc hai
Cho phương trình ax2 + bx + c = 0 (a ≠ 0) và biệt thức ∆ = b2 – 4ac.
• Nếu ∆ > 0 thì phương trình có hai nghiệm phân biệt:
.
• Nếu ∆ = 0 thì phương trình có nghiệm kép .
• Nếu ∆ < 0 thì phương trình vô nghiệm.
Ví dụ: Để giải phương trình x2 – 4x + 3 = 0 ta thực hiện các bước như sau:
Xác định các hệ số của phương trình: a = 1, b = –4, c = 3.
Tính giá trị của biệt thức ∆ và xác định số nghiệm của phương trình.
∆ = (–4)2 – 4 . 1 . 3 = 4 > 0 nên phương trình có hai nghiệm phân biệt.
Tính giá trị các nghiệm của phương trình:
;
.
Đưa ra kết luận phương trình có hai nghiệm phân biệt là x = 3 và x = 1.
4. Tìm nghiệm của phương trình bậc hai một ẩn bằng máy tính cầm tay
– Ta có thể sử dụng máy tính cầm tay để tìm nghiệm của các phương trình bậc hai bằng cách thực hiện các bước sau:
• Ấn nút ON để khởi động máy.
• Ấn nút MODE.
• Ấn nút 5
• Ấn nút 3, nhập các hệ số a, b, c
• Ấn nút = để xem các nghiệm của phương trình.
Chú ý: Nếu các nghiệm của phương trình được hiển thị dưới dạng ai (trong đó a là hệ số như dưới đây) thì phương trình vô nghiệm.
Ví dụ: Giải phương trình x2 + 3x + 2 = 0 bằng máy tính cầm tay ta thu được kết quả như sau:
Vậy phương trình có hai nghiệm là x = –1 và x = –2.
5. Giải bài toán bằng cách lập phương trình bậc hai
Để giải bài toán bằng cách lập phương trình bậc hai, ta thực hiện như sau:
• Bước 1: Lập phương trình:
– Chọn ẩn và đặt điều kiện thích hợp cho ẩn.
– Biểu diễn các đại lượng chưa biết theo ẩn và các đại lượng đã biết.
– Lập phương trình biểu thị mối quan hệ giữa các đại lượng.
• Bước 2: Giải phương trình nói trên.
• Bước 3: Kiểm tra các nghiệm tìm được ở Bước 2 có thoả mãn điều kiện của ẩn hay không, rồi trả lời bài toán.
Ví dụ: Một mảnh đất có chiều dài gấp 4 lần chiều rộng và nếu giảm chiều rộng đi 2 m, tăng chiều dài lên gấp đôi thì diện tích mảnh đất đó sẽ tăng thêm 20 m2. Tính chiều dài và chiều rộng của mảnh đất.
Hướng dẫn giải
Gọi chiều rộng của mảnh đất là x (m) (điều kiện: x > 2).
Khi đó chiều dài của mảnh đất là: 4x (m).
Diện tích mảnh đất là: x . 4x = 4x2 (m2).
Diện tích mảnh đất sau khi giảm chiều rộng 2 m và tăng chiều dài lên gấp đôi là:
8x.(x – 2) (m2) .
Theo bài ra ta có phương trình: 8x(x – 2) – 4x2 = 20.
Giải phương trình ta được x = 5 và x = –1.
Đối chiếu với điều kiện ta được x = 5.
Vậy chiều rộng mảnh đất là 5 m và chiều dài mảnh đất là 20 m.