Lý thuyết, cách xác định và bài tập giải toán bằng cách lập hệ phương trình

Lập hệ phương trình

I. Các bước giải một bài toán bằng cách lập hệ phương trình

Bước 1. Lập hệ phương trình:

– Chọn ẩn số (thường chọn hai ẩn số) và đặt điều kiện thích hợp cho các ẩn số;

– Biểu diễn các đại lượng chưa biết theo ẩn và các đại lượng đã biết;

Bước 2. Giải hệ phương trình.

Bước 3. Trả lời: Kiểm tra xem trong các nghiệm tìm được của hệ phương trình, nghiệm nào thỏa mãn, nghiệm nào không thỏa mãn điều kiện của ẩn, rồi kết luận.

Ví dụ: Bác Phương chia số tiền 800 triệu đồng của mình cho hai khoản đầu tư. Sau một năm, tổng số tiền lãi thu được là 54 triệu đồng. Lãi suất cho khoản đầu tư thứ nhất là 6%/năm và khoản đầu tư thứ hai là 8%/năm. Tính số tiền bác Phương đầu tư cho mỗi khoản.

Hướng dẫn giải

⦁ Gọi số tiền bác Phương đã đầu tư cho khoản thứ nhất và thứ hai lần lượt là x, y (triệu đồng) (0 < x < 800, 0 < y < 800).

Theo bài, tổng số tiền cho hai khoản đầu tư là 800 triệu đồng nên ta có phương trình:

x + y = 800.

Số tiền lãi thu được mỗi năm từ khoản đầu tư thứ nhất là x.6% = 0,06x (triệu đồng).

Số tiền lãi thu được mỗi năm từ khoản đầu tư thứ hai là x.8% = 0,08y (triệu đồng).

Theo bài, tổng số tiền lãi thu được là 54 triệu đồng nên ta có phương trình:

0,06x + 0,08y = 54, hay 3x + 4y = 2 700.

Ta có hệ phương trình: $\left\{\begin{array}{l}x+y=800\\ 3x+4y=2700.\end{array}\right.$

⦁ Giải hệ phương trình: $\left\{\begin{array}{l}x+y=800\\ 3x+4y=2700.\end{array}\right.$

Nhân hai vế của phương trình thứ nhất với 4, ta được hệ phương trình sau: $\left\{\begin{array}{l}4x+4y=3200\\ 3x+4y=2700.\end{array}\right.$

Trừ hai vế của hai phương trình trên, ta nhận được: x = 500.

Thay x = 500 vào phương trình x + y = 800, ta có 500 + y = 800. (1)

Giải phương trình (1):

500 + y = 800

y = 300.

⦁ Các giá trị tìm được của x và y thỏa mãn điều kiện của ẩn.

Trả lời: Số tiền bác Phương đã đầu tư cho khoản thứ nhất là 500 triệu đồng và cho khoản thứ hai là 300 triệu đồng.

II. Bài tập Giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình

Câu 1. Nhân dịp ngày Giỗ Tổ Hùng Vương, một siêu thị điện máy đã giảm giá nhiều mặt hàng để kích cầu mua sắm. Giá niêm yết của một chiếc tủ lạnh và một chiếc máy giặt có tổng số tiền là 25,4 triệu đồng. Tuy nhiên, trong dịp này tủ lạnh giảm 40% giá niêm yết và máy giặt giảm 25% giá niêm yết. Vì thế, cô Ngọc đã mua hai mặt hàng trên với tổng số tiền là 16,77 triệu đồng. Hỏi giá niêm yết của mỗi mặt hàng trên là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

⦁ Gọi giá niêm yết của một chiếc tủ lạnh và một chiếc máy giặt lần lượt là x, y (triệu đồng) (0 < x < 25,4; 0 < y < 25,4).

Theo bài, giá niêm yết của một chiếc tủ lạnh và một chiếc máy giặt có tổng số tiền là 25,4 triệu đồng nên ta có: x + y = 25,4.

Do tủ lạnh được giảm 40% giá niêm yết nên giá của chiếc tủ lạnh sau giảm giá là x.(100% – 40%) = x.60% = 0,6x (triệu đồng).

Do máy giặt được giảm 25% giá niêm yết nên giá của chiếc máy lạnh sau giảm giá là y.(100% – 25%) = y.75% = 0,75y (triệu đồng).

Theo bài, cô Ngọc đã mua hai mặt hàng trên với tổng số tiền là 16,77 triệu đồng nên ta có phương trình: 0,6x + 0,75y = 16,77 hay 60x + 75y = 1 677.

Ta có hệ phương trình: $\left\{\begin{array}{l}x+y=25,4\\ 60x+75y=1677.\end{array}\right.$

⦁ Giải hệ phương trình $\left\{\begin{array}{l}x+y=25,4\\ 60x+75y=1677.\end{array}\right.$

Nhân hai vế của phương trình thứ nhất với 75, ta nhận được hệ phương trình sau:

$\left\{\begin{array}{l}75x+75y=1905\\ 60x+75y=1677.\end{array}\right.$

Trừ hai vế của phương trình thứ nhất cho phương trình thứ hai của hệ phương trình trên, ta có: 15x = 228. (1)

Giải phương trình (1):

15x = 228

x = 15,2.

Thay x = 15,2 vào phương trình x + y = 25,4, ta được: 15,2 + y = 25,4. (2)

Giải phương trình (2):

15,2 + y = 25,4

y = 10,2.

⦁ Các giá trị tìm được của x và y thỏa mãn điều kiện của ẩn.

Trả lời: Giá niêm yết của một chiếc tủ lạnh là 15,2 triệu đồng và giá niêm yết của một chiếc máy giặt là 10,2 triệu đồng.

Câu 2. Hai người thợ cùng làm công việc trong 16 giờ thì xong. Nếu người thứ nhất làm một mình trong 15 giờ rồi người thứ hai làm tiếp 6 giờ thì hoàn thành được 75% công việc. Hỏi mỗi người làm công việc đó một mình hoàn thành trong bao lâu?

Hướng dẫn giải

– Gọi x là số giờ để người thứ nhất hoàn thành công việc nếu làm một mình; y là số giờ để người thứ hai hoàn thành công việc nếu làm một mình. Điều kiện: x > 0 và y > 0.

Mỗi giờ người thứ nhất làm được $\frac{1}{x}$ (công việc) và người thứ hai làm được $\frac{1}{y}$ (công việc).

Hai người cùng làm công việc trong 16 giờ thì xong nên mỗi giờ, hai người làm chung thì được $\frac{1}{16}$ (công việc). Ta có phương trình: $\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{1}{16}.\left(1\right)$

Người thứ nhất làm một mình trong 15 giờ thì được $15\cdot \frac{1}{x}=\frac{15}{x}$ (công việc).

Người thứ hai làm một mình trong 6 giờ thì được $6\cdot \frac{1}{y}=\frac{6}{y}$ (công việc).

Nếu người thứ nhất làm một mình trong 15 giờ rồi người thứ hai làm tiếp 6 giờ thì hoàn thành được 75% công việc nên ta có phương trình: $\frac{15}{x}+\frac{6}{y}=75\%=\frac{3}{4}.\left(2\right)$

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: $\left(I\right)\left\{\begin{array}{l}\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{1}{16}\\ \frac{15}{x}+\frac{6}{y}=\frac{3}{4}.\end{array}\right.$

Nếu đặt $u=\frac{1}{x}$ và $v=\frac{1}{y}$ thì ta có hệ phương trình bậc nhất hai ẩn mới là u và v như sau: $\left(II\right)\left\{\begin{array}{l}u+v=\frac{1}{16}\left(3\right)\\ 15u+6v=\frac{3}{4}\left(4\right)\end{array}\right.$

Giải hệ (II):

Nhân hai vế của phương trình (3) với 6, ta được hệ $\left\{\begin{array}{l}6u+6v=\frac{6}{16}\\ 15u+6v=\frac{3}{4}\end{array}\right.$ hay $\left\{\begin{array}{l}6u+6v=\frac{3}{8}\\ 15u+6v=\frac{3}{4}.\end{array}\right.$

Trừ từng vế hai phương trình của hệ trên, ta được: $\left(6u-15u\right)+\left(6v-6v\right)=\frac{3}{8}-\frac{3}{4}$ hay $-9u=-\frac{3}{8},$ suy ra $u=\frac{1}{24}.$

Thay $u=\frac{1}{24}$ vào phương trình (3), ta được: $\frac{1}{24}+v=\frac{1}{16},$ suy ra $v=\frac{1}{16}-\frac{1}{24}=\frac{1}{48}.$

Từ đó, ta có:

⦁ $u=\frac{1}{x}=\frac{1}{24},$ suy ra x = 24;

⦁ $v=\frac{1}{y}=\frac{1}{48},$ suy ra y = 48.

– Các giá trị tìm được của x và y thỏa mãn điều kiện của ẩn.

Trả lời: Nếu làm một mình thì người thứ nhất làm xong công việc trong 24 giờ, còn người thứ hai làm xong trong 48 giờ.

Câu 3: Một ô tô đi quãng đường AB với vận tốc 50 km/h , rồi đi tiếp quãng đường BC với vận tốc 45 km/h . Biết quãng đường tổng cộng dài 165 km và thời gian ô tô đi trên quãng đường AB ít hơn thời gian đi trên quãng đường BC là 30 phút. Tính thời gian ô tô đi trên đoạn đường AB.

A. 2 giờ

B. 1,5 giờ

C. 1 giờ

D. 3 giờ

Lời giải:

Gọi thời gian ô tô đi trên mỗi đoạn đường AB và BC lần lượt là x; y

(x > 0; y > 0,5; đơn vị: giờ ) .

Vậy thời gian ô tô đi trên quãng đường AB là 1,5 giờ . Thời gian ô tô đi hết quãng đường BC là 2 giờ.

Chọn đáp án B

Câu 4: Trên một cánh đồng cấy 60 ha lúa giống mới và 40 ha lúa giống cũ, thu hoạch được tất cả 460 tấn thóc. Hỏi năng suất lúa mới trên 1 ha là bằng bao nhiêu, biết rằng 3 ha trồng lúa mới thu hoạch được ít hơn 4 ha trồng lúa cũ là 1 tấn

A. 5 tấn

B. 4 tấn

C. 6 tấn

D. 3 tấn

Lời giải:

Gọi năng suất lúa mới và lúa cũ trên 1 ha lần lượt là x; y (x, y > 0) đơn vị : tấn/ha

Cấy 60ha lúa giống mới thu hoạch được: 60x (tấn).

Cấy 40ha lúa giống cũ thu hoạch được 40y (tấn)

Vì cấy 60 ha lúa giống mới và 40 ha lúa giống cũ, thu hoạch được tất cả 460 tấn thóc nên ta có

60x + 40y = 460

Vì 3 ha trồng lúa mới thu hoạch được ít hơn 4 ha trồng lúa cũ là 1 tấn nên ta có phương trình

4y - 3x = 1

Suy ra ta có hệ phương trình:

Vậy năng suất lúa mới trên 1 ha là 5 tấn

Chọn đáp án A

Câu 5: Một ô tô dự định đi từ A đến B trong một thời gian nhất định . Nếu xe chạy mỗi giờ nhanh hơn 10km thì đến nơi sớm hơn dự định 3 giờ , còn nếu xe chạy chậm lại mỗi giờ 10km thì đến nơi chậm mất 5 giờ. Tính vận tốc của xe lúc ban đầu

A. 40 km/h

B. 35 km/h

C. 50 km/h

D. 60 km/h

Lời giải:

Gọi vận tốc ban đầu là x (km/h); (x > 10). Thời gian chạy dự định là y (giờ)

Chiều dài quãng đường là: x.y

Nếu xe chạy mỗi giờ nhanh hơn 10 km thì đến nơi sớm hơn dự định 3 giờ. Vận tốc xe khi đó là

x + 10 (km /h ); thời gian đi là : y – 3 ( giờ) .

Chiều dài quãng đường là (x + 10)(y - 3)

Nếu xe chạy chậm lại mỗi giờ 10km thì đến nơi chậm mất 5 giờ. Vận tốc xe đi khi đó là: x – 10 ( km/h) và thời gian đi là : y + 5( giờ).

Chiều dài quãng đường là

Suy ra ta có hệ:

Vậy vận tốc ban đầu là 40 km/h

Chọn đáp án A

Câu 6: Hai người thợ cùng làm một công việc trong 16 giờ thì xong. Nếu người thứ nhất làm 3 giờ và người thứ hai làm 6 giờ thì họ làm được một phần tư công việ

C. Hỏi mỗi người thợ làm một mình thì trong bao nhiêu giờ mới xong công việc đó.

A. 24 giờ và 48 giờ

B. 24 giờ và 36 giờ

C. 36 giờ và 40 giờ

D. Đáp án khác

Lời giải:

Gọi thời gian người thợ thứ nhất làm một mình xong việc là x(giờ) (x > 16)

Thời gian người thợ thứ hai làm một mình xong việc là y(giờ) (y > 16)

Suy ra trong thời gian 1 giờ người thợ thứ nhất làm được 1/x công việc

Trong thời gian 3 giờ người thợ thứ nhất làm được 3/x công việc

Trong thời gian 1 giờ người thợ thứ hai làm được 1/y công việc

Trong thời gian 6 giờ người thợ thứ hai làm được 6/y công việc

Hai người cùng làm trong 16 giờ thì xong việc, nên 1 giờ cả 2 người làm được 1/16 ta có phương trình:

Người thứ nhất làm 3 giờ và người thứ hai làm 6 giờ thì được một phần tư công việc, ta có phương trình:

Từ đó ta có hệ phương trình:

Kết luận: thời gian người thợ thứ nhất làm một mình xong việc là 24 (giờ)

Thời gian người thợ thứ hai làm một mình xong việc là 48 giờ

Chọn đáp án A.

Câu 7: Hai lớp 9A và 9B có tổng số 82 học sinh. Trong dịp tết trồng cây năm 2020, mỗi học sinh lớp 9A trồng được 3 cây, mỗi học sinh lớp 9B trồng được 4 cây nên cả hai lớp trồng được tổng số 288 cây. Tính số học sinh mỗi lớp.

A. 36 và 46

B. 40 và 42

C. 41 và 41

D. 38 và 44

Lời giải:

Gọi x, y lần lượt là số học sinh của lớp 9A và lớp 9B (x, y ∈ N*; x, y < 82)

Tổng số học sinh của hai lớp là 82 ⇒ x + y = 82 (1)

Mỗi học sinh lớp 9A và 9B lần lượt trồng được 3 cây và 4 cây nên tổng số cây hai lớp trồng là 3x + 4y (cây). Theo bài ra ta có 3x + 4y = 288 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

(thỏa mãn)

Vậy số học sinh lớp 9A và 9B lần lượt là 40 và 42.

Chọn đáp án B.

Câu 8: Một ô tô và một xe máy ở hai địa điểm A và B cách nhau 180 km, khởi hành cùng một lúc đi ngược chiều nhau và gặp nhau sau 2 giờ. Biết vận tốc của ô tô lớn hơn vận tốc của xe máy 10 km/h. Tính vận tốc của ô tô và xe máy lần lượt là?

A. 40 km/h và 30 km /h

B. 45km/h và 35 km/ h

C. 48km/h và 38km/h

D. 50km/h và 40km/h

Lời giải:

Gọi vận tốc của ô tô là x (km/h)

Vận tốc của xe máy là y (km/h) ( Điều kiện: x > y > 0, x > 10)

Ta có vận tốc của ô tô lớn hơn vận tốc của xe máy 10 km/h nên : x – y = 10 (1)

Sau 2 giờ ô tô đi được quãng đường là 2x (km)

Sau 2 giờ xe máy đi được quãng đường là: 2y (km)

Sau 2 giờ thì chúng gặp nhau, ta có phương trình: 2x + 2y = 180 hay x + y = 90 (2)

Từ (1), (2) ta có hệ phương trình :

Thỏa mãn điều kiện,vậy vận tốc của ô tô là 50 km/h và vận tốc của xe máy là: 40 km/h

Chọn đáp án D.

Câu 9: Hai ô tô cùng khởi hành 1 lúc từ 2 tỉnh A và B cách nhau 400 km đi ngược chiều và gặp nhau sau 5h. Nếu vận tốc của mỗi xe vẫn không thay đổi nhưng xe đi chậm xuất phát trước xe kia 40 phút thì 2 xe gặp nhau sau 5h 22 phút kể từ lúc xe chậm khởi hành. Tính vận tốc của mỗi xe.

A. 44km/ h và 36 km/ h

B. 48km/ h và 32 km/ h

C. 45km/h và 35km/h

D. Đáp án khác

Lời giải:

Gọi vận tốc của xe nhanh là x km/h

Gọi vận tốc của xe chậm là y km/h (điều kiện: x> y > 0)

Hai xe cùng khởi hành một lúc và đi ngược chiều sau 5h gặp nhau nên ta có phương trình

Vậy vận tốc của xe nhanh là 44 km/h

Vận tốc của xe chậm là 36 km/h.

Chọn đáp án A.

Câu 10: Hai người cùng làm một công việc trong 7h 12 phút thì xong công việc nếu người thứ 1 làm trong 4h người thứ 2 làm trong 3h thì được 50% công việ

C. Hỏi mỗi người làm một mình trong mấy giờ thì xong.

A. 10 giờ và 12 giờ

B. 12 giờ và 18 giờ

C. 12 giờ và 16 giờ

D. 10 giờ và 15 giờ

Lời giải:

Gọi thời gian người thứ 1 làm một mình xong công việc là x (giờ), (điều kiện x > 0.

Gọi thời gian người thứ 2 làm một mình xong việc là y (giờ), ( điều kiện y > 0).

Vậy thời gian người thứ 1 làm một mình xong công việc là 12 giờ

Thời gian người thứ 2 làm một mình xong công việc là 18 giờ.

Chọn đáp án B.

Xem thêm các bài viết liên quan hay, chi tiết khác:

• Tổng hợp lý thuyết Toán 9 Chương 1

• Lý thuyết Toán 9 Bài 4: Phương trình quy về phương trình bậc nhất một ẩn