Giải các bất phương trình bậc hai sau

Giải SBT Toán 10 Cánh diều Bài 4: Bất phương trình bậc nhất một ẩn

Bài 31 trang 56 SBT Toán 10 Tập 1: Giải các bất phương trình bậc hai sau:

a) 3x² – 8x + 5 > 0;

b) – 2x² – x + 3 ≤ 0;

c) 25x² – 10x + 1 < 0;

d) – 4x² + 5x + 9 ≥ 0.

Lời giải

a) Xét tam thức bậc hai f(x) = 3x² – 8x + 5, có a = 3, ∆ = (– 8)² – 4.3.5 = 4 > 0

Suy ra tam thức bậc hai có hai nghiệm x₁ = 1 và x₂ =$\frac{5}{3}$.

Áp dụng định lí dấu của tam thức bậc hai, ta có:

f(x) > 0 khi x ∈ $\left(-\infty ;1\right)\cup \left(\frac{5}{3};+\infty \right)$;

f(x) < 0 khi x ∈ $\left(1;\frac{5}{3}\right)$.

Suy ra 3x² – 8x + 5 > 0 khi x ∈ $\left(-\infty ;1\right)\cup \left(\frac{5}{3};+\infty \right)$.

Vậy tập nghiệm của bất phương trình 3x² – 8x + 5 > 0 là $\left(-\infty ;1\right)\cup \left(\frac{5}{3};+\infty \right)$.

b) Xét tam thức bậc hai g(x) =  – 2x² – x + 3, có a = – 2 < 0 và ∆ = (– 1)² – 4.(– 2).3 = 25 > 0.

Do đó tam thức có hai nghiệm phân biệt x₁ = 1 và x₂ =$\frac{-3}{2}$.

Áp dụng định lí về dấu của tam thức bậc hai ta có:

g(x) > 0 khi x ∈ $\left(-\frac{3}{2};1\right)$;

g(x) < 0 khi x ∈ $\left(-\infty ;-\frac{3}{2}\right)\cup \left(1;+\infty \right)$.

Suy ra  – 2x² – x + 3 ≤ 0 khi x ∈ $\left(-\infty ;-\frac{3}{2}\right]\cup \left[1;+\infty \right)$.

Vậy tập nghiệm của bất phương trình đã cho là S = $\left(-\infty ;-\frac{3}{2}\right]\cup \left[1;+\infty \right)$.

c) Xét tam thức bậc hai h(x) =  25x² – 10x + 1, có a = 25 > 0 và ∆ = (– 10)² – 4.25.1 = 0.

Do đó tam thức có nghiệm kép là x = $\frac{1}{5}$.

Áp dụng định lí về dấu của tam thức bậc hai ta có:

h(x) > 0 khi x ≠ $\frac{1}{5}$.

Suy ra  25x² – 10x + 1 < 0 khi x ∈ $\varnothing$.

Vậy tập nghiệm của bất phương trình đã cho là S = $\varnothing$.

d) Xét tam thức bậc hai k(x) =  – 4x² + 5x + 9 , có a = – 4 < 0 và ∆ = 5² – 4.(– 4).9 = 169 > 0.

Do đó tam thức có hai nghiệm phân biệt là x₁ = – 1 và x₂ = $\frac{9}{4}$.

Áp dụng định lí về dấu của tam thức bậc hai ta có:

k(x) < 0 khi x ∈ $\left(-\infty ;-1\right)\cup \left(\frac{9}{4};+\infty \right)$;

k(x) > 0 khi x ∈ $\left(-1;\frac{9}{4}\right)$.

Suy ra – 4x² + 5x + 9 ≥ 0 khi x ∈ $\left[-1;\frac{9}{4}\right]$.

Vậy tập nghiệm của bất phương trình đã cho là S = $\left[-1;\frac{9}{4}\right]$.