Câu 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 trang 54, 55 Sách bài tập (SBT) Toán 9 tập 2: Giải các phương trình và so sánh kết quả tìm...

Câu 4.1 trang 54 Sách bài tập (SBT) Toán 9 tập 2

Giải các phương trình sau bằng cách (chuyển các số hạng tự do sang vế phải bằng công thức nghiệm) và so sánh kết quả tìm được:

a) $4{x^2} - 9 = 0$

b) $5{x^2} + 20 = 0$

c) $2{x^2} - 2 + \sqrt 3  = 0$

d) $3{x^2} - 12 + \sqrt {145}  = 0$

a)

$\eqalign{ & 4{x^2} - 9 = 0 \cr & \Leftrightarrow 4{x^2} = 9 \cr & \Leftrightarrow {x^2} = {9 \over 4} \Leftrightarrow x = \pm {3 \over 2} \cr}$

Phương trình có hai nghiệm: ${x_1} = {3 \over 2};{x_2} =  - {3 \over 2}$

$\eqalign{ & \Delta = {0^2} - 4.4.\left( { - 9} \right) = 144 > 0 \cr & \sqrt \Delta = \sqrt {144} = 12 \cr & {x_1} = {{0 + 12} \over {2.4}} = {{12} \over 8} = {3 \over 2} \cr & {x_2} = {{0 - 12} \over {2.4}} = {{ - 12} \over 8} = - {3 \over 2} \cr}$

b) $5{x^2} + 20 = 0 \Leftrightarrow 5{x^2} =  - 20$

Vế trái $5{x^2} \ge 0$; vế phải -20 < 0

Không có giá trị nào của x để $5{x^2} =  - 20$

Phương trình vô nghiệm.

$\Delta  = {0^2} - 4.5.20 =  - 400 < 0.$ Phương trình vô nghiệm.

c)

$\eqalign{ & 2{x^2} - 2 + \sqrt 3 = 0 \cr & \Leftrightarrow 2{x^2} = 2 - \sqrt 3 \cr & \Leftrightarrow {x^2} = {{2 - \sqrt 3 } \over 2} \cr & \Leftrightarrow \left| x \right| = \sqrt {{{2 - \sqrt 3 } \over 2}} = \sqrt {{{4 - 2\sqrt 3 } \over 4}} \cr & = {{\sqrt {4 - 2\sqrt 3 } } \over 2} = {{\sqrt {{{\left( {\sqrt 3 - 1} \right)}^2}} } \over 2} = {{\sqrt 3 - 1} \over 2} \cr}$

Phương trình có hai nghiệm:

${x_1} = {{\sqrt 3  - 1} \over 2};{x_2} =  - {{\sqrt 3  - 1} \over 2} = {{1 - \sqrt 3 } \over 2}$

$\eqalign{ & \Delta = {0^2} - 4.2\left( { - 2 + \sqrt 3 } \right) = 16 - 8\sqrt 3 \cr & = 4\left( {4 - 2\sqrt 3 } \right) = 4{\left( {\sqrt 3 - 1} \right)^2} > 0 \cr & \sqrt \Delta = \sqrt {4{{\left( {\sqrt 3 - 1} \right)}^2}} = 2\left( {\sqrt 3 - 1} \right) \cr & {x_1} = {{0 + 2\left( {\sqrt 3 - 1} \right)} \over {2.2}} = {{\sqrt 3 - 2} \over 2} \cr & {x_2} = {{0 - 2\left( {\sqrt 3 - 1} \right)} \over {2.2}} = {{ - \left( {\sqrt 3 - 1} \right)} \over 2} = {{1 - \sqrt 3 } \over 2} \cr}$

d)

$\eqalign{ & 3{x^2} - 12 + \sqrt {145} = 0 \cr & \Leftrightarrow 3{x^2} = 12 - \sqrt {145} \cr & \Leftrightarrow {x^2} = {{12 - \sqrt {145} } \over 3} \cr}$

Vì $12 = \sqrt {144} ;\sqrt {144}  < \sqrt {145}  \Rightarrow {{12 - \sqrt {145} } \over 3} < 0$

Phương trình vô nghiệm.

$\Delta  = {0^2} - 4.3\left( { - 12 + \sqrt {145} } \right) =  - 12\left( {\sqrt {145}  - 12} \right)$

Vì $\sqrt {145}  - 12 > 0 \Rightarrow  - 12\left( {\sqrt {145}  - 12} \right) < 0$

$\Rightarrow \Delta  < 0.$ Phương trình vô nghiệm.

Câu 4.2 trang 54 Sách bài tập (SBT) Toán 9 tập 2

Giải các phương trình sau bằng hai cách (phương trình tích; bằng công thức nghiệm) và so sánh kết quả tìm được:

a) $5{x^2} - 3x = 0$

b) $3\sqrt 5 {x^2} + 6x = 0$

c) $2{x^2} + 7x = 0$

d) $2{x^2} - \sqrt 2 x = 0$

a)

$\eqalign{ & 5{x^2} - 3x = 0 \cr & \Leftrightarrow x\left( {5x - 3} \right) = 0 \cr}$

⇔ x = 0 hoặc 5x – 3 =0

⇔ x = 0 hoặc $x = {3 \over 5}.$ Vậy phương trình có hai nghiệm: ${x_1} = 0;{x_2} = {3 \over 5}$

$\eqalign{ & \Delta = {\left( { - 3} \right)^2} - 4.5.0 = 9 > 0 \cr & \sqrt \Delta = \sqrt 9 = 3 \cr & {x_1} = {{3 + 3} \over {2.5}} = {6 \over {10}} = {3 \over 5} \cr & {x_2} = {{3 - 3} \over {2.5}} = {0 \over {10}} = 0 \cr}$

b)

$\eqalign{ & 3\sqrt 5 {x^2} + 6x = 0 \cr & \Leftrightarrow 3x\left( {\sqrt 5 x + 2} \right) = 0 \cr}$

⇔ x = 0 hoặc $\sqrt 5 x + 2 = 0$

⇔ x = 0 hoặc $x =  - {{2\sqrt 5 } \over 5}$

Vậy phương trình có hai nghiệm: ${x_1} = 0;{x_2} =  - {{2\sqrt 5 } \over 5}$

$\eqalign{ & \Delta = {6^2} - 4.3\sqrt 5 .0 = 36 > 0 \cr & \sqrt \Delta = \sqrt {36} = 6 \cr & {x_1} = {{ - 6 + 6} \over {2.3\sqrt 5 }} = {0 \over {6\sqrt 5 }} = 0 \cr & {x_2} = {{ - 6 - 6} \over {2.3\sqrt 5 }} = {{ - 12} \over {6\sqrt 5 }} = - {{2\sqrt 5 } \over 5} \cr}$

c)

$\eqalign{ & 2{x^2} + 7x = 0 \cr & \Leftrightarrow x\left( {2x + 7} \right) = 0 \cr}$

⇔ x = 0 hoặc 2x + 7 = 0

⇔ x = 0 hoặc $x =  - {7 \over 2}$

Vậy phương trình có hai nghiệm: ${x_1} = 0;{x_2} =  - {7 \over 2}$

$\eqalign{ & \Delta = {7^2} - 4.2.0 = 49 > 0 \cr & \sqrt \Delta = \sqrt {49} = 7 \cr & {x_1} = {{ - 7 + 7} \over {2.2}} = {0 \over 4} = 0 \cr & {x_2} = {{ - 7 - 7} \over {2.2}} = {{ - 14} \over 4} = - {7 \over 2} \cr}$

d)

$\eqalign{ & 2{x^2} - \sqrt 2 x = 0 \cr & \Leftrightarrow x\left( {2x - \sqrt 2 } \right) = 0 \cr}$

⇔ x = 0 hoặc $2x - \sqrt 2  = 0$

⇔ x = 0 hoặc $x = {{\sqrt 2 } \over 2}$

$\eqalign{ & \Delta = {\left( { - \sqrt 2 } \right)^2} - 4.2.0 = 2 > 0 \cr & \sqrt \Delta = \sqrt 2 \cr & {x_1} = {{\sqrt 2 + \sqrt 2 } \over {2.2}} = {{2\sqrt 2 } \over 4} = {{\sqrt 2 } \over 2} \cr & {x_2} = {{\sqrt 2 - \sqrt 2 } \over {2.2}} = {0 \over 4} = 0 \cr}$

Câu 4.3 trang 54 Sách bài tập (SBT) Toán 9 tập 2

Giải các phương trình:

a) ${x^2} = 14 - 5x$

b) $3{x^2} + 5x = {x^2} + 7x - 2$

c) ${\left( {x + 2} \right)^2} = 3131 - 2x$

d) ${{{{\left( {x + 3} \right)}^2}} \over 5} + 1 = {{{{\left( {3x - 1} \right)}^2}} \over 5} + {{x\left( {2x - 3} \right)} \over 2}$

a) ${x^2} = 14 - 5x \Leftrightarrow {x^2} + 5x - 14 = 0$

$\eqalign{ & \Delta = {5^2} - 4.1.\left( { - 14} \right) = 25 + 56 = 81 > 0 \cr & \sqrt \Delta = \sqrt {81} = 9 \cr & {x_1} = {{ - 5 + 9} \over {2.1}} = {4 \over 2} = 2 \cr & {x_2} = {{ - 5 - 9} \over {2.1}} = {{ - 14} \over 2} = - 7 \cr}$

b)

$\eqalign{ & 3{x^2} + 5x = {x^2} + 7x - 2 = 0 \cr & \Leftrightarrow 2{x^2} - 2x + 2 = 0 \Leftrightarrow {x^2} - x + 1 = 0 \cr & \Delta = {\left( { - 1} \right)^2} - 4.1.1 = 1 - 4 = - 3 < 0 \cr}$

Phương trình vô nghiệm

c)

$\eqalign{ & {\left( {x + 2} \right)^2} = 3131 - 2x \cr & \Leftrightarrow {x^2} + 4x + 4 + 2x - 3131 = 0 \cr & \Leftrightarrow {x^2} + 6x - 3127 = 0 \cr & \Delta = {6^2} - 4.1.\left( { - 3127} \right) = 36 + 12508 = 12544 > 0 \cr & \sqrt \Delta = \sqrt {12544} = 112 \cr & {x_1} = {{ - 6 + 112} \over {2.1}} = {{106} \over 2} = 53 \cr & {x_2} = {{ - 6 - 112} \over {2.1}} = - 59 \cr}$

d)

$\eqalign{ & {{{{\left( {x + 3} \right)}^2}} \over 5} + 1 = {{{{\left( {3x - 1} \right)}^2}} \over 5} + {{x\left( {2x - 3} \right)} \over 2} \cr & \Leftrightarrow 2{\left( {x + 3} \right)^2} + 10 = 2{\left( {3x - 1} \right)^2} + 5x\left( {2x - 3} \right) \cr & \Leftrightarrow 2{x^2} + 12x + 18 + 10 = 18{x^2} - 12x + 2 + 10{x^2} - 15x \cr & \Leftrightarrow 26{x^2} - 39x - 26 = 0 \cr & \Leftrightarrow 2{x^2} - 3x - 2 = 0 \cr & \Delta = {\left( { - 3} \right)^2} - 4.2.\left( { - 2} \right) = 9 + 16 = 25 > 0 \cr & \sqrt \Delta = \sqrt {25} = 5 \cr & {x_1} = {{3 + 5} \over {2.2}} = {8 \over 4} = 2 \cr & {x_2} = {{3 - 5} \over {2.2}} = - {1 \over 2} \cr}$

Câu 4.4 trang 55 Sách bài tập (SBT) Toán 9 tập 2

Chứng minh rằng nếu phương trình $a{x^2} + bx + c = x(a \ne 0)$ vô nghiệm thì phương trình $a{\left( {a{x^2} + bx + c} \right)^2} + b\left( {a{x^2} + bx + c} \right) + c = x$ cũng vô nghiệm.

Phương trình $a{x^2} - bx + c = x(a \ne 0)$ vô nghiệm.

$\Rightarrow a{x^2} + \left( {b - 1} \right)x + c = 0$ vô nghiệm

$\eqalign{ & \Rightarrow \Delta = {\left( {b - 1} \right)^2} - 4ac < 0 \cr & \Leftrightarrow {\left( {b - 1} \right)^2} < 4ac \cr & \Leftrightarrow 4ac - {\left( {b - 1} \right)^2} > 0 \cr}$

Suy ra: $f\left( x \right) - x = a{x^2} + \left( {b - 1} \right)x + c$

$\eqalign{ & = a\left( {{x^2} + {{b - 1} \over a}x + {c \over a}} \right) \cr & = a\left[ {{x^2} + 2.{{b - 1} \over a}x + {{{{\left( {b - 1} \right)}^2}} \over {4{a^2}}} - {{{{\left( {b - 1} \right)}^2}} \over {4{a^2}}} + {c \over a}} \right] \cr & = a\left[ {{{\left( {x + {{b - 1} \over {2a}}} \right)}^2} + {{4ac - {{\left( {b - 1} \right)}^2}} \over {4{a^2}}}} \right] \cr}$

Vì ${\left( {x + {{b - 1} \over {2a}}} \right)^2} + {{4ac - {{\left( {b - 1} \right)}^2}} \over {4{a^2}}} > 0 \Rightarrow f\left( x \right) - x$ luôn cùng dấu với a.

Nếu a > 0 $\Rightarrow f\left( x \right) - x > 0 \Rightarrow f\left( x \right) > x$ với mọi x.

Suy ra: $a{\left[ {f\left( x \right)} \right]^2} + bf\left( x \right) + c > f\left( x \right) > x$ với mọi x.

Vậy không có giá trị nào của x để $a{\left[ {f\left( x \right)} \right]^2} + bf\left( x \right) + c = x$

Nếu a < 0 $\Rightarrow f\left( x \right) - x < 0 \Leftrightarrow f\left( x \right) < x$ với mọi x

Suy ra: $a{\left[ {f\left( x \right)} \right]^2} + bf\left( x \right) + c < f\left( x \right) < x$ với mọi x.

Vậy không có giá trị nào của x để  $a{\left[ {f\left( x \right)} \right]^2} + bf\left( x \right) + c = x$

Vậy phương trình $a{\left( {a{x^2} + bx + c} \right)^2} + b\left( {a{x^2} + bx + c} \right) + c = x$ vô nghiệm.