1. Bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Bất phương trình bậc nhất hai ẩn x, y là bất phương trình có một trong các dạng sau:

ax + by < c ; ax + by > c ; ax + by ≤ c ; ax + by ≥ c ,

trong đó a, b, c là những số thực cho trước với a, b không đồng thời bằng 0; x và y là các ẩn.

♦ Cho bất phương trình bậc nhất hai ẩn ax + by < c (*).

Với mỗi cặp số (x0 ; y0) sao cho  ax0 + by0 < c được gọi là một nghiệm của bất phương trình (*).

Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, tập hợp các điểm có tọa độ là nghiệm của bất phương trình (*) được gọi là miền nghiệm của bất phương trình đó.

(Nghiệmmiền nghiệm của các bất phương trình dạng ax + by > c , ax + by ≤ c và ax + by ≥ c được định nghĩa tương tự.)

Ví dụ

Tìm bất phương trình bậc nhất hai ẩn trong các bất phương trình sau và chỉ ra một nghiệm của bất phương trình bậc nhất hai ẩn đó:

a) 5x + 3y < 20;     b) 3x - $\frac{5}{y}$ > 2.

Giải

Bất phương trình 5x + 3y < 20 là bất phương trình bậc nhất hai ẩn.

Với x = 0 và y = 1 thì 5.0 + 3.1 < 20 là mệnh đề đúng.

Vậy (0 ; 1) là một nghiệm của 5x + 3y < 20.

2. Biểu diễn miền nghiệm của bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Mô tả miền nghiệm của bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, đường thẳng d: ax + by = c chia mặt phẳng thành hai nửa mặt phẳng. Một trong hai nửa mặt phẳng (không kể đường thẳng d) là miền nghiệm của bất phương trình ax + by < c , nửa mặt phẳng còn lại (không kể đường thẳng d) là miền nghiệm của bất phương trình ax + by > c.

Chú ý: Đối với bất phương trình dạng ax + by ≤ c hoặc ax + by ≥ c thì miền nghiệm là một trong hai nửa mặt phẳng kể cả đường thẳng d.

4 1 2 3 -1 -3 -2 1 2 3 4 -3 -2 -1 O x y d

Xem Hình, ta thấy đường thẳng d: ax + by = c chia mặt phẳng thành hai nửa mặt phẳng (màu đỏ và màu xanh).

Nếu nửa mặt phẳng màu đỏ (không kể d) là miền nghiệm của ax + by < c thì nửa mặt phẳng màu xanh (không kể d) là miền nghiệm của ax + by > c.

Khi đó, nửa mặt phẳng màu đỏ kể cả d là miền nghiệm của ax + by ≤ c và nửa mặt phẳng màu xanh kể cả d là miền nghiệm của ax + by ≥ c.

Biểu diễn miền nghiệm của bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Các bước biểu diễn miền nghiệm của ax + by < c trong mặt phẳng Oxy như sau:

Bước 1. Vẽ đường thẳng d: ax + by = c. Đường thẳng d chia mặt phẳng tọa độ thành hai nửa mặt phẳng.

Bước 2. Lấy một điểm M(x0 ; y0) không nằm trên d (ta thường lấy gốc tọa độ O nếu c ≠ 0). Tính ax0 + by0 và so sánh với c.

Bước 3. Kết luận

• Nếu ax0 + by0 < c thì nửa mặt phẳng (không kể d) chứa M là miền nghiệm của ax + by < c.

• Nếu ax0 + by0 > c thì nửa mặt phẳng (không kể d) không chứa M là miền nghiệm của ax + by < c.

Ví dụ

Biểu diễn miền nghiệm của mỗi bất phương trình sau:

a) x – 2y < 4;       b) x + 3y ≥ 6.

Giải

a) Vẽ đường thẳng d: x - 2y = 4. Ta có, d đi qua 2 điểm (0; -2) và (4; 0). 

Thay tọa độ của O(0; 0) vào x - 2y < 4, ta có: 0 - 2.0 < 4 là mệnh đề đúng.

Vậy miền nghiệm của x - 2y < 4 là nửa mặt phẳng chứa điểm O(0; 0) (được tô màu đỏ) (không kể d).

4 1 2 3 -1 -3 -2 1 2 3 4 -3 -2 -1 O x y d x - 2y < 4

b) Vẽ đường thẳng d: x + 3y = 6. Ta có, d đi qua 2 điểm (0; 2) và (3; 1). 

Thay tọa độ của O(0; 0) vào x + 3y ≥ 6, ta có: 0 + 3.0 ≥ 6 là mệnh đề sai.

Vậy miền nghiệm của x + 3y ≥ 6 là nửa mặt phẳng không chứa điểm O(0; 0) kể cả d (được tô màu đỏ).

4 1 2 3 -1 -3 -2 1 2 3 4 -3 -2 -1 O x y d x + 3y ≥ 6 . .


Xem thêm các bài học khác :

Chương II. Bất phương trình và hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Bài 1. Bất phương trình bậc nhất hai ẩn
Bài 2. Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn
Bài tập chương II. Bất phương trình và hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn