Giải Toán 10 trang 29 Tập 1 Cánh diều

Giải Toán 10 trang 29 Tập 1

Bài 1 trang 29 Toán lớp 10 Tập 1: Kiểm tra xem mỗi cặp số (x; y) đã cho có là nghiệm của hệ bất phương trình tương ứng không?

a) $\left\{\begin{array}{l}3x+2y\ge -6\\ x+4y>4\end{array}\right.$(0; 2), (1; 0);

b) $\left\{\begin{array}{l}4x+y\le -3\\ -3x+5y\ge -12\end{array}\right.$(– 1; – 3), (0; – 3).

Lời giải:

a) Ta có: $\left\{\begin{array}{l}3x+2y\ge -6 \left(1\right)\\ x+4y>4 \left(2\right)\end{array}\right.$

+ Thay x = 0, y = 2 vào hai bất phương trình (1) và (2) của hệ đã cho, ta có:

(1) $\iff$ 3 . 0 + 2 . 2 ≥  – 6 ⇔ 4 ≥ -6 (luôn đúng).

Và (2) $\iff$ 0 + 4 . 2 > 4 ⇔ 8 > 4 (luôn đúng).

Suy ra (0; 2) là nghiệm chung của hai bất phương trình trong hệ bất phương trình nên (0; 2) là nghiệm của hệ bất phương trình.

+ Thay x = 1, y = 0 vào từng bất phương trình của hệ đã cho ta có:

(1) $\iff$3 . 1 + 2 . 0 ≥ – 6 ⇔ 3 ≥ -6 (luôn đúng).

(2) $\iff$1 + 4 . 0 > 4 ⇔ 1 > 4 (vô lí).

Suy ra (1; 0) không là nghiệm của hệ bất phương trình.

Vậy cặp số (0; 2) là nghiệm của hệ bất phương trình và cặp số (1; 0) không là nghiệm của hệ bất phương trình.

b)

Ta có:

+ Thay x = – 1, y = – 3 vào từng bất phương trình của hệ, ta có:

(3) ⇔ 4 . (– 1) + (– 3) ≤ – 3 ⇔ – 7 ≤  – 3 (luôn đúng);

(4) ⇔ (– 3) . (– 1) + 5 . (– 3) ≥ – 12 ⇔ – 12 ≥ – 12 (luôn đúng). 

Suy ra (– 1; – 3) là nghiệm chung của hai bất phương trình trong hệ bất phương trình nên (– 1; – 3) là nghiệm của hệ bất phương trình.

+ Thay x = 0, y = – 3 vào từng bất phương trình của hệ đã cho ta có:

(3) ⇔ 4 . 0 + (– 3) ≤ – 3 ⇔ – 3 ≤ – 3 (luôn đúng);

(4) ⇔ (– 3) . 0 + 5 . (– 3) ≥ – 12 ⇔ – 15 ≥ – 12 (vô lý). 

Suy ra (0; – 3) không là nghiệm của hệ bất phương trình.

Vậy (– 1; – 3) là nghiệm của hệ bất phương trình và (0; – 3) không là nghiệm của hệ bất phương trình.

Bài 2 trang 29 Toán lớp 10 Tập 1: Biểu diễn miền nghiệm của hệ bất phương trình:

a) $\left\{\begin{array}{l}x+2y<-4\\ y\ge x+5;\end{array}\right.$

b) $\left\{\begin{array}{l}4x-2y>8\\ x\ge 0\\ y\le 0.\end{array}\right.$

Lời giải:

a) $\left\{\begin{array}{l}x+2y<-4\\ y\ge x+5\end{array}\right.\iff \left\{\begin{array}{l}x+2y<-4\\ -x+y\ge 5\end{array}\right.$

+ Trên cùng một mặt phẳng tọa độ Oxy, vẽ các đường thẳng:

d₁: x + 2y = – 4 là đường thẳng đi qua các điểm có tọa độ (0; -2) và (-4;0).

d₂: – x + y = 5 là đường thẳng đi qua các điểm có tọa độ (0; 5) và (-5; 0).

Do tọa độ điểm O(0;0) không thỏa mãn các bất phương trình trong hệ nên miền nghiệm của từng bất phương trình trong hệ lần lượt là những nửa mặt phẳng không bị gạch  không chứa điểm O(0;0) (không kể đường thẳng d₁ và kể cả đường thẳng d₂).

Miền nghiệm của hệ bất phương trình là phần mặt phẳng không bị gạch sọc kể cả đường biên d₂ và không kể đường biên d₁ như trong hình dưới. 

b) $\left\{\begin{array}{l}4x-2y>8\\ x\ge 0\\ y\le 0.\end{array}\right.$

+ Trên cùng một mặt phẳng tọa độ Oxy, vẽ các đường thẳng:

d₁: 4x – 2y = 8 là đường thẳng đi qua các điểm có tọa độ (0; -4) và (2;0).

d₂: x = 0 là trục tung;

d₃: y = 0 là trục hoành.

Lấy điểm M có tọa độ (-2;2) ta thấy M(-2;2) không thỏa mãn các bất phương trình trong hệ nên miền nghiệm của từng bất phương trình trong hệ lần lượt là những nửa mặt phẳng không bị gạch  không chứa điểm M(-2;2) (kể cả hai trục tọa độ Ox, Oy và không kể đường thẳng d₁).

Miền nghiệm của hệ bất phương trình là phần không gạch sọc trên hình bao gồm một phần trục tung, trục hoành và không bao gồm đường thẳng d₁.

Bài 3 trang 29 Toán lớp 10 Tập 1: Miền không bị gạch trong mỗi Hình 12a, 12b là miền nghiệm của hệ bất phương trình nào cho ở dưới đây?

a) $\left\{\begin{array}{l}x+y<2\\ x>-3\\ y\ge -1;\end{array}\right.$

b) $\left\{\begin{array}{l}y<x\\ x\le 0\\ y>-3;\end{array}\right.$

c) $\left\{\begin{array}{l}y>-x+1\\ x\le 2\\ y<1.\end{array}\right.$

Lời giải:

* Quan sát Hình 12a, đặt tên các đường thẳng như trên hình:

+ Đường thẳng d₁ đi qua điểm (2; 0) và song song với trục tung, do đó phương trình đường thẳng d₁: x = 2.

+ Đường thẳng d₂ đi qua điểm (1; 0) và song song với trục hoành, do đó phương trình đường thẳng d₂: y = 1.

+ Giả sử d₃: y = ax + b (a ≠ 0)

Ta thấy đường thẳng d₃ đi qua 2 điểm (0; 1) và (1; 0). Thay tọa độ của mỗi điểm vào phương trình ta được: b = 1 và a + b = 0. Suy ra a = – 1 (t/m) và b = 1.

Khi đó, d₃: y = – x + 1. 

Do đó, ta thấy phần không gạch sọc trên hình chính là miền nghiệm của hệ c)

$\left\{\begin{array}{l}y>-x+1\\ x\le 2\\ y<1.\end{array}\right.$

* Quan sát Hình 12b, đặt tên các đường thẳng như hình:

+ Đường thẳng d₄ đi qua điểm (– 3; 0) và song song với trục tung nên d₄: x = – 3.

+ Đường thẳng d₅ đi qua điểm (0; – 1) và song song với trục hoành nên d₅: y = – 1.

+ Đường thẳng d₆ đi qua hai điểm (2; 0) và (0; 2).

Giả sử d₆: y = ax + b (a ≠ 0)

Thay tọa độ các điểm (2; 0) và (0; 2) vào phương trình đường thẳng ta tìm được a = – 1 (t/m) và b = 2.

Khi đó, d₆: y = – x + 2 ⇔ x + y = 2.

 Do đó, ta thấy phần không gạch sọc trên hình chính là miền nghiệm của hệ a) $\left\{\begin{array}{l}x+y<2\\ x>-3\\ y\ge -1\end{array}\right.$

Vậy Hình 12a) biểu diễn cho miền nghiệm của hệ bất phương trình c) và Hình 12b) biểu diễn cho miền nghiệm của hệ bất phương trình a).

Bài 4 trang 29 Toán lớp 10 Tập 1: Một phân xưởng sản xuất hai kiểu mũ. Thời gian để làm ra một chiếc mũ kiểu thứ nhất nhiều gấp hai lần thời gian làm ra chiếc mũ kiểu thứ hai. Nếu chỉ sản xuất toàn kiểu mũ thứ hai thì trong 1 giờ phân xưởng làm được 60 chiếc. Phân xưởng làm việc 8 tiếng mỗi ngày và thị trường tiêu thụ tối đa trong một ngày là 200 chiếc mũ kiểu thứ nhất và 240 chiếc mũ kiểu thứ hai. Tiền lãi khi bán một chiếc mũ kiểu thứ nhất là 24 nghìn đồng, một chiếc mũ kiểu thứ hai là 15 nghìn đồng. Tính số lượng mũ kiểu thứ nhất và kiểu thứ hai trong một ngày mà phân xưởng cần sản xuất để tiền lãi thu được là cao nhất.

Lời giải:

Gọi số lượng mũ kiểu thứ nhất và kiểu thứ hai trong một ngày mà phân xưởng cần sản xuất để tiền lãi thu được cao nhất lần lượt là x (chiếc) và y (chiếc)  (Điều kiện: $x\in \mathbb{N},y\in \mathbb{N}$)

Trong một ngày thị trường tiêu thụ tối đa 200 chiếc mũ kiểu thứ nhất và 240 chiếc mũ kiểu thứ hai nên ta có: 0 ≤ x ≤ 200; 0 ≤ y ≤ 240.

Tiền lãi khi bán một chiếc mũ kiểu thứ nhất là 24 nghìn và một chiếc mũ kiểu thứ hai là 15 nghìn nên tổng số tiền lãi khi bán mũ là T = 24x + 15y.

Nếu chỉ sản xuất toàn kiểu mũ thứ hai thì trong một giờ phân xưởng làm được 60 chiếc nên thời gian để làm một chiếc mũ kiểu thứ hai là $\frac{1}{60}$ (giờ).

Thời gian làm ra một chiếc kiểu mũ thứ nhất nhiều gấp hai lần thời gian làm ra một chiếc mũ kiểu thứ hai nên thời gian để làm một chiếc mũ kiểu thứ nhất là $2.\frac{1}{60}=\frac{1}{30}$(giờ).

Thời gian để làm x chiếc mũ kiểu thứ nhất là $\frac{1}{30}x$ (giờ).

Thời gian để làm y chiếc mũ kiểu thứ hai là $\frac{1}{60}y$ (giờ).

Tổng thời gian để làm hai loại mũ trong một ngày là $\frac{1}{30}x+\frac{1}{60}y$ (giờ).

Vì một ngày phân xưởng làm việc 8 tiếng nên $\frac{1}{30}x+\frac{1}{60}y\le 8\iff 2x+y\le 480$.

Khi đó bài toán đã cho đưa về: Tìm x, y là nghiệm của hệ bất phương trình

$\left\{\begin{array}{l}2x+y\le 480\\ 0\le x\le 200\\ 0\le y\le 240\end{array}\right.\left(I\right)$

sao cho T = 24x + 15y có giá trị lớn nhất.

Trước hết, ta xác định miền nghiệm của hệ bất phương trình (I).

Miền nghiệm của hệ bất phương trình (I) là miền không bị gạch chéo tính cả biến hay chính là miền ngũ giác ACDEO với A(0; 240), C(120; 240), D(200; 80), E(200; 0), O(0; 0) (hình dưới).

(A là giao điểm của trục tung và đường thẳng y = 240 nên A(0; 240); C là giao điểm của đường thẳng y = 240 và 2x + y = 480 nên C(120; 240), D là giao điểm của đường thẳng 2x + y = 480 và x = 200 nên D(200; 80), E là giao điểm của trục hoành và đường thẳng x = 200 nên E(200; 0)). 

Người ta chứng minh được: Biểu thức T = 24x + 15y có giá trị lớn nhất tại một trong các đỉnh của ngũ giác ACDEO.

Tính giá trị của biểu thức T = 24x + 15y tại các cặp số (x; y) là tọa độ các đỉnh của ngũ giác ACDEO: 

+ Tại đỉnh A: T = 24 . 0 + 15 . 240 = 3 600; 

+ Tại đỉnh C: T = 24 . 120 + 15 . 240 = 6 480;

+ Tại đỉnh D: T = 24 . 200 + 15 . 80 = 6 000;

+ Tại đỉnh E: T = 24 . 200 + 15 . 0 = 4 800;

+ Tại đỉnh O: T = 24 . 0 + 15 . 0 = 0 

So sánh giá trị của biểu thức T tại các đỉnh, ta thấy T đạt giá trị lớn nhất bằng 6 480 khi x = 120 và y = 240 ứng với tọa độ đỉnh C. 

Vậy để tiền lãi thu được là cao nhất, trong một ngày xưởng cần sản xuất 120 chiếc mũ kiểu thứ nhất và 240 chiếc mũ kiểu thứ hai.

Xem thêm lời giải bài tập Toán lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác: 

Giải Toán 10 trang 25 Tập 1

Giải Toán 10 trang 26 Tập 1

Giải Toán 10 trang 27 Tập 1

Giải Toán 10 trang 29 Tập 1

Xem thêm lời giải bài tập Toán lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác: 

Bài 3: Dấu của tam thức bậc hai

Bài 4: Bất phương trình bậc hai một ẩn

Bài 5: Hai dạng phương trình quy về phương trình bậc hai

Bài tập cuối chương 3

Bài 1: Giá trị lượng giác của một góc từ 0 độ đến 180 độ. Định lý côsin và định lý sin trong tam giác