Giả sử mỗi hộp màu tím đặt trên đĩa cân ở Hình 1 đều có khối lượng là x (kg), còn mỗi hộp màu vàng đều có khối lượng là 1 (kg). Gọi A(x), B(x) lần lượt là các biểu thức biểu thị (theo x) tổng khối lượng của các hộp xếp ở đĩa cân bên trái, đía cân bên phải. Do cân thăng bằng nên ta có hệ thức: A(x) = B(x).
Câu hỏi: Hệ thức A(x) = B(x) gợi nên khái niệm nào trong toán học?
Hướng dẫn trả lời:
Hệ thức A(x) = B(x) gợi nên khái niệm phương trình bậc nhất một ẩn trong toán học.
1. Định nghĩa
Luyện tập 1: Nêu hai ví dụ về phương trình bậc nhất ẩn x.
Hướng dẫn trả lời:
Vi dụ 1: 15 - 9x = 0.
Ví dụ 2: $3+\frac{1}{8}x=0$
Luyện tập 2: Kiểm tra xem x = -3 có là nghiệm của phương trình bậc nhất 5x + 15 = 0 hay không.
Hướng dẫn trả lời:
Thay x = -3 vào phương trình, ta có: 5.(-3) + 15 = 0.
Vậy x = -3 là nghiệm của phương trình 5x + 15 = 0.
2. Cách giải
Luyện tập 3: Giải các phương trình:
a) -6x - 15 = 0;
b) $-\frac{9}{2}+21=0$
Hướng dẫn trả lời:
a) -6x - 15 = 0
-6x = 15
x = 15 : (-6)
$x=-\frac{15}{6}$
b) $-\frac{9}{2}x+21=0$
$-\frac{9}{2}x=-21$
$x=-21:(-\frac{9}{2})$
$x=\frac{14}{3}$
Luyện tập 4: Giải phương trình: 2(x - 0,7) - 1,6 = 1,5 - (x + 1,2).
Hướng dẫn trả lời:
2(x - 0,7) - 1,6 = 1,5 - (x + 1,2)
2x - 1,4 - 1,6 = 1,5 - x - 1,2
2x - 3 = 0,3 - x
2x + x = 0,3 + 3
3x = 3,3
x = 1,1.
Bài 1: Kiểm tra xem số nào là nghiệm của phương trình tương ứng sau đây.
a) 3x + 9 = 0 với x = 3; x = -3.
b) 2 - 2x = 3x + 1 với $x=-\frac{1}{5};x=\frac{1}{5}$
Hướng dẫn trả lời:
a) Thay x = 3 vào phương trình, ta có: 3.3 + 9 = 18 ≠ 0.
Thay x = -3 vào phương trình, ta có: 3.(-3) + 9 = 0.
Vậy x = 3 không là nghiệm của phương trình, x = -3 là nghiệm của phương trình.
b) Thay $x=-\frac{1}{5}$ vào phương trình, ta có: $2-2.(-\frac{1}{5}) \neq 3.(-\frac{1}{5})+1$
Thay $x=-\frac{1}{5}$ vào phương trình, ta có: $2-2.(\frac{1}{5})=3.(\frac{1}{5})+1$
Vậy $x=-\frac{1}{5}$ không là nghiệm của phương trình, $x=-\frac{1}{5}$ là nghiệm của phương trình.
Bài 2: Tìm chỗ sai trong mỗi lời giải sau và giải lại cho đúng:
a) 5 - (x + 8) = 3x + 3(x - 9)
5 - x + 8 = 3x + 3x - 27
13 - x = 6x - 27
-x - 6x = -27 + 13
-7x = -14
x = (-14) : (-7)
x = 2.
Vậy phương trình có nghiệm x = 2.
b) 3x - 18 + x = 12 - (5x + 3)
4x - 18 = 12 - 5x - 3
4x + 5x = 9 - 18
9x = -9
x = (-9) : 9
x = -1.
Vậy phương trình có nghiệm x = -1.
Hướng dẫn trả lời:
a) Bài toán giải sai ở bước thứ hai: -(x + 8) bỏ ngoặc ra thì phải là - x - 8, chứ không phải là - x + 8; và ở bước thứ tư: 13 chuyển vế thì phải đổi dấu thành - 13, chứ không phải là + 13.
Giải lại:
5 - (x + 8) = 3x + 3(x - 9)
5 - x - 8 = 3x + 3x - 27
-3 - x = 6x - 27
-x - 6x = -27 + 3
-7x = -24
x = 247.
Vậy phương trình có nghiệm x = 247.
b) Bài toán giải sai ở bước thứ ba: -18 chuyển vế thì phải đổi dấu thành 18, chứ không phải là - 18.
Giải lại:
3x - 18 + x = 12 - (5x + 3)
4x - 18 = 12 - 5x - 3
4x + 5x = 9 + 18
9x = 27
x = 3.
Vậy phương trình có nghiệm x = 3.
Bài 3: Giải các phương trình:
a) 6x + 4 = 0;
b) -14x - 28 = 0;
c) $\frac{1}{3}x-5=0$
d) 3y - 1 = -y + 19;
e) -2(z + 3) - 5 = z + 4;
g) 3(t - 10) = 7(t - 10).
Hướng dẫn trả lời:
a) 6x + 4 = 0
6x = -4
x = -4 : 6
$x=-\frac{2}{3}$
Vậy phương trình có nghiệm $-\frac{2}{3}$
b) -14x - 28 = 0
-14x = 28
x = 28 : (-14)
x = -2.
Vậy phương trình có nghiệm x = -2.
c) $\frac{1}{3}x-5=0$
13x = 5
x = 5 : 13
x = 15
Vậy phương trình có nghiệm x = 15.
d) 3y - 1 = -y + 19
3y + y = 19 + 1
4y = 20
y = 5
Vậy phương trình có nghiệm y = 5.
e) -2(z + 3) - 5 = z + 4
-2z - 6 - 5 = z + 4
-2z - 11 = z + 4
-2z - z = 4 + 11
-3z = 15
z = 15 : (-3)
z = -5
Vậy phương trình có nghiệm z = -5.
g) 3(t - 10) = 7(t - 10)
3t - 30 = 7t - 70
3t - 7t = -70 + 30
-4t = -40
t = -40 : (-4)
t = 10
Vậy phương trình có nghiệm t = 10.
Bài 4: Giải các phương trình:
a) $\frac{5x-2}{3}=\frac{5-3x}{2}$
b) $\frac{10x+3}{12}=1+\frac{6+8x}{9}$
c) $\frac{7x-1}{6}+2x=\frac{16-x}{5}$
Hướng dẫn trả lời:
a) $\frac{5x-2}{3}=\frac{5-3x}{2}$
2(5x - 2) = 3(5 - 3x)
10x - 4 = 15 - 9x
10x + 9x = 15 + 4
19x = 19
x = 19 : 19
x = 1
Vậy phương trình có nghiệm x = 1.
b) $\frac{10x+3}{12}=1+\frac{6+8x}{9}$
$\frac{10x+3}{12}=\frac{9+6+8x}{9}$
$\frac{10x+3}{12}=1+\frac{15+8x}{9}$
9(10x + 3) = 12(15 + 8x)
90x + 27 = 180 + 96x
90x - 96x = 180 - 27
-6x = 153
x = 153 : (-6)
$x=\frac{-51}{2}$
Vậy phương trình có nghiệm $x=\frac{-51}{2}$
c) $\frac{7x-1}{6}+2x=\frac{16-x}{5}$
$\frac{7x-1+12x}{6}=\frac{16-x}{5}$
$\frac{19x-1}{6}=\frac{16-x}{5}$
5(19x -1) = 6(16 - x)
95x - 5 = 96 - 6x
95x + 6x = 96 + 5
101x = 101
x = 101 : 101
x = 1
Vậy phương trình có nghiệm x = 1.
Bài 5: Tìm x, biết tứ giác ABCD ở Hình 2 là hình vuông.
Hướng dẫn trả lời:
Tứ giác ABCD là hình vuông nên suy ra: 2x + 8 = 4x - 2.
Ta có: 2x + 8 = 4x - 2
2x - 4x = -2 - 8
-2x = -10
x = -10 : (-2)
x = 5
Vậy x = 5.
Bài 6: Hình tam giác và hình chữ nhật ở Hình 3 có cùng chu vi. Viết phương trình biểu thị sự bằng nhau của chu vi hình tam giác, hình chữ nhật đó và tìm x.
Hướng dẫn trả lời:
Chu vi hình tam giác là: x + 4 + x + 2 + x + 5 = 3x + 11
Chu vi hình chữ nhật là: 2(x + 3 + x + 1) = 2(2x + 4)
Vì chu vi hình tam giác bằng chu vi hình chữ nhật nên ta có phương trình:
3x + 11 = 2(2x + 4)
3x + 11 = 4x + 8
3x - 4x = 8 - 11
-x = -3
x = 3
Vậy x = 3.
Bài 7: Trong phòng thí nghiệm, chị Loan sử dụng cân Roberval để cân: bên đĩa thứ nhất đặt một quả cân nặng 500 g; bên đĩa thứ hai đặt hai vật cùng cân nặng x (g) và ba quả cân nhỏ, mỗi quả cân đó nặng 50 g. Chị Loan thấy cân thăng bằng. Viết phương trình ẩn x biểu thị sự thăng bằng của cân khi đó.
Hướng dẫn trả lời:
Ta có phương trình: 500 = 2x + 150.
Bài 8: Hình 4 mô tả một đài phun nước. Tốc độ ban đầu của nước là 48 ft/s (ft là một đơn vị đo độ dài với 1 ft = 0,3048 m). Tốc độ v (ft/s) của nước tại thời điểm t (s) được cho bởi công thức: v = 48 - 32t. Tìm thời gian để nước đi từ mặt đài phun nước đến khi đạt được độ cao tối đa.
Hướng dẫn trả lời:
Khi nước đạt độ cao tối đa thì v = 0 ft/s.
Ta có phương trình:
48 - 32t = 0
-32t = -48
t = -48 : (-32)
$t=-\frac{3}{2}=1,5$
Vậy thời gian cần để nước đi từ mặt đài phun nước đến khi đạt được độ cao tối đa là 1,5 (s).