Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập (2024) chi tiết nhất

Với các bài toán về Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập Toán lớp 10 Đại số gồm phương pháp giải chi tiết, bài tập minh họa có lời giải và bài tập tự luyện sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập lớp 10. Mời các bạn đón xem:

1 1,165 12/03/2024
Tải về


Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập – Toán lớp 10

1. Lý thuyết

- Bất phương trình bậc hai ẩn x là bất phương trình dạng ax2+bx+c<0 (hoặc ax2+bx+c>0;ax2+bx+c0;ax2+bx+c0), trong đó a, b, c là những số thực đã cho, a0.

- Giải bất phương trình bậc hai ax2+bx+c<0 thực chất là tìm các khoảng mà trong đó f(x)=ax2+bx+c cùng dấu với hệ số a (trường hợp a < 0) hay trái dấu với hệ số a (trường hợp a > 0).

2. Các dạng toán

Dạng 3.1: Dấu của tam thức bậc hai

a. Phương pháp giải:

- Tam thức bậc hai (đối với x) là biểu thức dạng ax2+bx+c. Trong đó a, b, c là nhứng số cho trước với a0.

- Định lý về dấu của tam thức bậc hai:

Cho f(x)=ax2+bx+c (a0), Δ=b24ac.

Nếu Δ<0 thì f(x) luôn cùng dấu với hệ số a với mọi x

Nếu Δ=0 thì f(x) luôn cùng dấu với hệ số a trừ khi x=b2a.

Nếu Δ>0 thì f(x) cùng dấu với hệ số a khi x<x1 hoặc x>x2, trái dấu với hệ số a khi x1<x<x2 trong đó x1,x2(x1<x2) là hai nghiệm của f(x).

Lưu ý: Có thể thay biệt thức Δ=b24ac bằng biệt thức thu gọn Δ'=(b')2ac.

Ta có bảng xét dấu của tam thức bậc hai f(x)=ax2+bx+c (a0) trong các trường hợp như sau:

Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập – Toán lớp 10 (ảnh 1)

Minh họa bằng đồ thị

Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập – Toán lớp 10 (ảnh 1)

b. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Xét dấu tam thức fx=x24x+5

Hướng dẫn:

Ta có f(x) có hai nghiệm phân biệt x=1, x=-5 và hệ số a = -1 < 0 nên:

f(x) > 0 khi x(5;1); f(x) < 0 khi x(;5)(1;+).

Ví dụ 2: Xét dấu biểu thức fx=3x210x+34x5.

Hướng dẫn:

Ta có: 3x210x+3=0x=3x=13

4x5=0x=54.

Lập bảng xét dấu:

Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập – Toán lớp 10 (ảnh 1)

Dựa vào bảng xét dấu, ta thấy:

fx0x;1354;3;fx0x13;543;+

Dạng 3.2: Giải và biện luận bất phương trình bậc hai

a. Phương pháp giải:

Giải và biện luận bất phương trình bậc hai

Ta xét hai trường hợp:

+) Trường hợp 1: a = 0 (nếu có).

+) Trường hợp 2: a 0, ta có:

Bước 1: Tính Δ (hoặc Δ')

Bước 2: Dựa vào dấu của Δ (hoặc Δ') và a, ta biện luận số nghiệm của bất phương trình

Bước 3: Kết luận.

b. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Giải và biện luận bất phương trình x2+2x+6m>0.

Hướng dẫn:

Đặt f(x)=x2+2x+6m

Ta có Δ' = 1 - 6m; a = 1. Xét ba trường hợp:

+) Trường hợp 1: Nếu Δ'<0m>16f(x)>0x.

Suy ra tập nghiệm của bất phương trình là S=.

+) Trường hợp 2: Nếu Δ'=0m=16f(x)>0x\{-1}.

Suy ra nghiệm của bất phương trình là S=\{-1}.

+) Trường hợp 3: Nếu Δ'>0m<16.

Khi đó f(x) = 0 có hai nghiệm phân biệt x1=116m; x2=1+16m( dễ thấy x1<x2) f(x)>0khi​ x<x1 hoặc x>x2. Suy ra nghiệm của bất phương trình là S=;x1x2;+.

Vậy:

Với m>16 tập nghiệm của bất phương trình là S=.

Với m=16 tập nghiệm của bất phương trình là S=\{-1}.

Với m<16 tập nghiệm của bất phương trình là S=;x1x2;+ với x1=116m, x2=1+16m.

Ví dụ 2: Giải và biện luận bất phương trình 12x2 +2m+3x+m0.

Hướng dẫn:

Đặt f(x)=12x2 +2m+3x+m, ta có a = 12 và Δ'=(m3)20

Khi đó, ta xét hai trường hợp:

+) Trường hợp 1: Nếu Δ'=0m=3, suy ra f(x)0x. Do đó, nghiệm của bất phương trình là x=b2a=12.

+) Trường hợp 2: Nếu Δ'>0m3, suy ra f(x) = 0 có hai nghiệm phân biệt x1=12;x2=m6

Xét hai khả năng sau:

Khả năng 1: Nếu x1<x2m<3

Khi đó, theo định lý về dấu của tam thức bậc hai, tập nghiệm của bất phương trình là S=12;m6

Khả năng 2: Nếu x1>x2m>3

Khi đó, theo định lý về dấu của tam thức bậc hai, tập nghiệm của bất phương trình là S=m6;12

Vậy: Với m = 3 tập nghiệm của bất phương trình là S=12.

Với m < 3 tập nghiệm của bất phương trình là S=12;m6.

Với m > 3 tập nghiệm của bất phương trình là S=m6;12.

Dạng 3.3: Bất phương trình chứa căn thức

a. Phương pháp giải:

Sử dụng các công thức:

+) f(x)g(x)f(x)0g(x)0f(x)g2(x)

+) f(x)g(x)g(x)<0f(x)0g(x)0f(x)g2(x)

b. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Giải bất phương trình x2+2x1.

Hướng dẫn:

Ta có x2+2x1

x10x2+20x2+2x22x+1x12x1

x1x12 (vô lý).

Vậy bất phương trình vô nghiệm.

Ví dụ 2: Tìm tập nghiệm S của bất phương trình x22x15>2x+5.

Hướng dẫn:

Ta có: x22x15>2x+5

x22x1502x+5<02x+50x22x15>2x+52

x3x5x<52x523x2+22x+40<0x3x524<x<103x3.

Vậy tập nghiệm của bất phương trình đã cho là: S=;  3.

3. Bài tập tự luyện

3.1 Tự luận

Câu 1: Tìm tất cả các nghiệm nguyên của bất phương trình 2x23x150

Hướng dẫn:

Xét fx=2x23x15.

fx=0x=3±1294

Ta có bảng xét dấu:

Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập – Toán lớp 10 (ảnh 1)

Tập nghiệm của bất phương trình là S=31294;3+1294.

Do đó bất phương trình có 6 nghiệm nguyên là: -2; -1; 0; 1; 2; 3.

Câu 2: Xét dấu biểu thức: f(x)=x24.

Hướng dẫn:

Ta có f(x) có hai nghiệm phân biệt x = -2, x = 2 và hệ số a = 1 > 0 nên:

f(x) < 0 khi x(2;2); f(x) > 0 khi x(;2)(2;+).

Câu 3: Xét dấu biểu thức: f(x)=x24x+4.

Hướng dẫn:

x24x+4=0x=2

Ta có bảng xét dấu:

Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập – Toán lớp 10 (ảnh 1)

Vậy f(x) > 0 với x\{2}.

Câu 4: Giải bất phương trình xx+52x2+2.

Hướng dẫn:

Bất phương trình xx+52x2+2

x2+5x2x2+4x25x+40

Xét phương trình x25x+4=0

x1x4=0x=1x=4.

Lập bảng xét dấu:

Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập – Toán lớp 10 (ảnh 1)

Dựa vào bảng xét dấu, ta thấy x25x+40

x;14;+.

Câu 5: Có bao nhiêu giá trị nguyên dương của x thỏa mãn x+3x241x+2<2x2xx2?

Hướng dẫn:

Điều kiện:

x240x+202xx20x0x±2.

Bất phương trình:

x+3x241x+2<2x2xx2x+3x241x+2+2xx22x<02x+9x24<0.

Bảng xét dấu:

Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập – Toán lớp 10 (ảnh 1)

Dựa vào bảng xét dấu, ta thấy:

2x+9x24<0x;922;2.

Vậy chỉ có duy nhất một giá trị nguyên dương của x (x = 1) thỏa mãn yêu cầu.

Câu 6: Tìm các giá trị của m để biểu thức f(x)=x2+(m+1)x+2m+7>0  x.

Hướng dẫn:

Ta có: fx>0,xa>0Δ<0

1>0m+1242m+7<0m26m27<03<m<9

Câu 7: Tìm tất cả các giá trị thực của tham số m để bất phương trình: m+1x22m+1x+40(1) có tập nghiệm S=?

Hướng dẫn:

+) Trường hợp 1: m+1=0m=1

Bất phương trình (1) trở thành 40xR ( Luôn đúng) (*)

+) Trường hợp 2:m+10m1

Bất phương trình (1) có tập nghiệm S=

a>0Δ'0m+1>0Δ'=m22m301<m3**

Từ (*) và (**) ta suy ra với thì bất phương trình có tập nghiệm S=.

Câu 8: Tìm tất cả các giá trị của tham số m để tam thức bậc hai f(x) sau đây thỏa mãn fx=x2+2x+m2018<0, x.

Hướng dẫn:

Vì tam thức bậc hai f(x) có hệ số a = -1 < 0 nên fx<0,  x khi và chỉ khi Δ'<0

11m2018<0m2017<0m2017<0

Câu 9: Bất phương trình 2x12x3 có bao nhiêu nghiệm nguyên thuộc khoảng (0; 7)?

Hướng dẫn:

Ta có:2x12x3

2x102x302x12x32x12x324x214x+100x32x1x52x52

Kết hợp điều kiện: x0;7x, suy ra x3;4;5;6.

Vậy bất phương trình có 4 nghiệm nguyên thuộc khoảng (0; 7).

Câu 10: Tìm tập nghiệm của bất phương trình x2+20172018x.

Hướng dẫn:

x2+20172018xx2+20170x0x2+20172018x2x0x210x0x1x1 x1

Vậy tập nghiệm của bất phương trình đã cho là T=1;+.

3.2 Trắc nghiệm

Câu 1: Cho tam thức fx=ax2+bx+ca0, Δ=b24ac. Ta có fx0 với x khi và chỉ khi:

A. a<0Δ0.

B. a0Δ<0.

C. a<0Δ0.

D. a>0Δ0.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Áp dụng định lý về dấu của tam thức bậc hai ta có: fx0 với x khi và chỉ khi a<0Δ0.

Câu 2: Cho hàm số y=fx=ax2+bx+c có đồ thị như hình vẽ. Đặt Δ=b24ac, tìm dấu của a và Δ.

Bất phương trình bậc hai và cách giải bài tập – Toán lớp 10 (ảnh 1)

A. a > 0, Δ>0.

B. a < 0, Δ>0.

C. a > 0, Δ=0.

D. a < 0.Δ=0

Hướng dẫn:

Chọn A.

Đồ thị hàm số là một parabol có bề lõm quay lên nên a > 0 và đồ thị hàm số cắt trục Ox tại hai điểm phân biệt nên Δ>0.

Câu 3: Cho tam thức bậc hai f(x)=ax2+bx+c   (a0). Mệnh đề nào sau đây đúng?

A. Nếu Δ>0 thì f(x) luôn cùng dấu với hệ số a, với mọi x.

B. Nếu Δ<0 thì f(x) luôn trái dấu với hệ số a, với mọi x.

C. Nếu Δ=0 thì f(x) luôn cùng dấu với hệ số a, với mọi x\b2a.

D. Nếu Δ<0 thì f(x) luôn cùng dấu với hệ số b, với mọi x.

Hướng dẫn:

Chọn C. Theo định lý về dấu tam thức bậc hai

Câu 4: Gọi S là tập nghiệm của bất phương trình x28x+70. Trong các tập hợp sau, tập nào không là tập con của S?

A. ;0.

B. 6;+.

C. 8;+.

D. ;1.

Hướng dẫn:

Chọn B.

Ta có x28x+70x1x7.

Suy ra tập nghiệm của bất phương trình là S=;17;+.

Do đó 6;+S.

Câu 5: Tìm tất cả các giá trị của tham số m để phương trình x2+mx+4=0 có nghiệm

A. 4m4.

B. m4 hoặc m4.

C. m2 hoặc m2.

D. 2m2.

Hướng dẫn:

Chọn B.

Phương trình x2+mx+4=0 có nghiệm Δ0 m2160 m4hoặc m4.

Câu 6: Tam thức fx=x2+2m1x+m23m+4 không âm với mọi giá trị của x khi

A. m<3.

B. m3.

C. m3.

D. m3.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Yêu cầu bài toán fx0,x

x2+2m1x+m23m+40,xΔ'=m12m23m+40m30

Vậy m3 thỏa mãn yêu cầu bài toán.

Câu 7: Tìm tất cả các giá trị của tham số m để bất phương trình x2m+2x+8m+10 vô nghiệm.

A. m0;28.

B. m;028;+.

C. m;028;+.

D. m0;28.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Bất phương trình vô nghiệm khi và chỉ khi Δ=m+2248m+1<0

m228m<00<m<28.

Câu 8: Bất phương trình x2+6x5>82x có nghiệm là:

A. 5<x3.

B. 3<x5.

C. 2<x3.

D. 3x2.

Hướng dẫn:

Chọn B.

Ta có:

x2+6x5>82x x2+6x5082x<082x0x2+6x5>82x21x5x>4x43<x<235

Vậy nghiệm của bất phương trình là 3<x5.

Câu 9: Số nghiệm nguyên của bất phương trình 2x2+1x+1 là:

A. 3.

B. 1.

C. 4.

D. 2.

Hướng dẫn:

Chọn B.

Ta có:

2x2+1x+1x+102x2+102x2+1x+12x+10x22x+10x+10x120x=1

Vậy bất phương trình đã cho có 1 nghiệm nguyên.

Câu 10: Nghiệm của bất phương trình 3x1x+20 (1) là:

A. x13.

B. 2<x<13.

C. x13  x2.

D. 2<x13.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Điều kiện xác định: x > -2.

13x10x13 (do x+2>0 với mọi x > -2)

Kết hợp điều kiện x>2 suy ra nghiệm của bất phương trình là 2<x13.

Xem thêm các dạng bài tập Toán lớp 10 có đáp án và lời giải chi tiết khác:

Bất đẳng thức lớp 10 và cách giải bài tập

Bất phương trình bậc nhất và cách giải bài tập

Hệ bất phương trình bậc nhất một ẩn và cách giải bài tập

Bảng phân bố tần số và tần suất và cách giải bài tập

Biểu đồ lớp 10 và cách giải bài tập

1 1,165 12/03/2024
Tải về