Giải hệ bằng phương pháp đánh giá

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI HỆ PHƯƠNG TRÌNH.

1. Phương pháp giải hệ phương trình bậc hai hai ẩn.

Dạng tổng quát

  1. Nếu một trong hai phương trình là bậc nhất thì dễ dàng giải được hệ bằng phương pháp thế.
  1. Nếu một trong hai phương trình là thuần nhất bậc hai, chẳng hạn . Khi đó phương trình thứ nhất có dạng , phương trình này cho phép tính được .
  1. Hệ đẳng cấp bậc hai, tức là . Bằng cách khử đi hệ số tự do ta sẽ tìm ra được một phương trình thuần nhất bậc hai để tìm tỉ số
  1. Trong nhiều trường hợp ta có thể áp dụng phương pháp “tịnh tiến nghiệm” bằng cách đưa vào các ẩn mới (với là các ẩn). Ta sẽ tìm để khi khai triển thì các hạng tử bậc nhất ở cả hai phương trình của hệ đều bị triệt tiêu. Từ đó có hệ đẳng cấp theo mà ta đã biết cách giải.

Ví dụ : Giải hệ phương trình

Lời giải :

Đặt . Hệ trở thành :

Để thu được hệ đẳng cấp thì các hệ số theo phải bằng . Tức là chọn sao cho :

Vậy ta có hệ .

Dễ dàng giải được hệ này.

Kết luận : Nghiệm của hệ phương trình đã cho là

2. Phương pháp giải hệ phương trình đối xứng.

  1. Hệ phương trình đối xứng loại I.

Dạng tổng quát với là các đa thức đối xứng $x,y$.

Cách giải chung là đặt ẩn phụ .

  1. Hệ phương trình đối xứng loại II

Dạng tổng quát với là một đa thức không đối xứng.

Cách giải chung là trừ vế theo vế hai phương trình để thu được nhân tử chung .

  1. Hệ phương trình đối xứng ba ẩn.

Dạng tổng quát

Trong đó là các biểu thức đối xứng theo .

Cách giải chung là tìm cách đưa về các ẩn mới và sử dụng định lí đảo cho phương trình bậc ba :

Nếu ba số thỏa mãn thì chúng là ba nghiệm của phương trình .

3. Hệ phương trình hoán vị.

Dạng tổng quát

Với thường là các hàm đơn điệu (trên một khoảng nào đó)

Một số định lí :

  1. Nếu là các hàm đồng biến trên và là nghiệm (trên ) của hệ thì .
  1. Nếu là các hàm nghịch biến trên và là nghiệm (trên ) của hệ thì với lẻ, ta có .
  1. Nếu nghịch biến và đồng biến trên tập là là nghiệm (trên ) của hệ thì với chẵn, ta có và .

Ví dụ : Giải hệ phương trình

Lời giải :

Ta có , suy ra . Tương tự .

Gỉa sử . Xét hàm , dễ dàng thấy hàm này đồng biến trên .

Vì .

Suy ra , từ đó .

Kết luận : Hệ có nghiệm duy nhất

4. Phương pháp dùng tính đơn điệu của hàm số.

Phương pháp này chủ yếu dựa vào định lí sau :

Nếu hàm số luôn đồng biến hoặc nghịch biến thì số nghiệm của phương trình không nhiều hơn và

Ví dụ : Giải hệ phương trình

Lời giải :

Nhận xét rằng không là nghiệm của hệ. Ta xét . Dễ thấy hàm số đồng biến trên

Phương trình thứ nhất có thể viết thành :

Thay vào phương trình sau :

Nếu thì rõ ràng

Nếu thì rõ ràng

Vậy

Kết luận : Nghiệm của hệ phương trình là

5. Phương pháp đặt ẩn phụ.

Ví dụ : Giải hệ phương trình

Lời giải :

Điều kiện

Cộng vế theo vế hai phương trình :

Trừ vế theo vế hai phương trình :

Vậy nếu ta đặt

Thì ta có hệ

Từ đó dễ dàng tìm được nghiệm của hệ ban đầu.

6. Phương pháp đánh giá bằng bất đẳng thức.

Ví dụ : Giải hệ phương trình

Lời giải :

“Chất bất đẳng thức” của hệ này nằm ở phương trình thứ hai.

Điều kiện

Đặt (ta có ) thì phương trình thứ hai trở thành :

Nhưng theo BĐT ta có

Đẳng thức phải xảy ra, khi và chỉ khi , tức .

Kết luận : Nghiệm của hệ đã cho là

7. Phương pháp biến đổi đẳng thức.

  1. Đưa về phương trình tích.

Ví dụ : Giải hệ phương trình

Lời giải :

Trừ và vế theo vế :

Trừ và vế theo vế :

Từ thì có

Thay vào ta được hệ đẳng cấp .

Ta dễ dàng giải được hệ này.

  1. Đưa về phương trình thuần nhất.

Ví dụ : Giải hệ phương trình

Lời giải :

Nhận thấy vế trái của có bậc ba và vế phải của có bậc . Để đưa thành một phương trình thuần nhất (thuần nhất bậc ba) thì ta cần nhân vào vế phải một biểu thức bậc .

Để ý rằng từ ta có

Thay vào :

Dễ dàng giải tiếp hệ này.

8. Phương pháp lượng giác hóa (phép thế lượng giác)

Xem tại đây

9. Phương pháp hệ số bất định.

Ví dụ : Giải hệ phương trình

Lời giải :

Mục đích ở đây là ta sẽ tạo ra một phương trình mà có thể tính được ẩn này theo ẩn kia.

Nhân với rồi cộng với :

Coi đây là một phương trình bậc hai ẩn , để tính được theo thì phải là một bình phương đúng.

Muốn vậy thì phương trình phải có nghiệm kép

Vậy lấy phương trình nhân với và cộng vế với phương trình thì thu được :

Xem đây là phương trình bậc hai ẩn thì

Kết luận : Nghiệm của hệ phương trình ban đầu là

Ví dụ : Giải hệ phương trình

Xem lời giải tại đây.

Ví dụ : Giải hệ phương trình

Lời giải :

Ta cần phối hợp hai phương trình của hệ để tạo một phương trình bậc hai có ẩn là .

Nhân hai vế của với và cộng vế với thì được :

Như vậy phương trình bậc hai cần tìm sẽ có ẩn là , muốn vậy thì

Từ đó được phương trình .

Kết luận : Nghiệm của hệ phương trình là

Tham khảo :

Chuyên đề PT-HPT Diễn đàn Mathscope