$2. Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Gọi x, y lần luợt là số lần phát quảng cáo vào khoảng 20h30 và vào khung giờ 16h00-17h00. \((x,y \in \mathbb{N})\)

Trong toán học, các điều kiện để đáp ứng nhu cầu trên của công ty đuợc thể hiện là:

+) ít nhất 10 lần quảng cáo vào khoảng 20h30: \(x \ge 10\)

+) không quá 50 lần quảng cáo vào khung giờ 16h00-17h00: \(y \le 50\)

+) chi không quá 900 triệu đồng: \(30.x + 6.y \le 900\)

a) Hai bất phương trình bài cho là bất phương trình bậc nhất hai ẩn.

b) (1; 1) là một nghiệm chung của hai BPT (1) và (2) vì:

Thay x=1;y=1 vào (1) ta được: 1-1<3 (Luôn đúng)

Thay x=1; y=1 vào (2) ta được: 1+2.1>-2 (Luôn đúng)

Thay x=1; y=1 vào 3 bất phương trình ta được:

\(2.1 + 1 > 0\) (Đúng)

\(1 - 3.1 < 6\) (Đúng)

\(1 - 1 \ge  - 4\) (Đúng)

Vậy (1;1) là một nghiệm của hệ bất phương trình đã cho.

a) Trong cùng mặt phẳng toạ độ Oxy, vẽ ba đường thẳng:

\({d_1}:x - 2y =  - 2\);

\({d_2}:7x - 4y = 16\)

\({d_3}:2x + y =  - 4\)

Thay tọa độ điểm O vào \(x - 2y\) ta được:

\(0 - 2.0 = 0 \ge  - 2\)

=> Điểm O thuộc miền nghiệm

=> Gạch phần không chứa điểm O.

Thay tọa độ điểm O vào \(7x - 4y\) ta được:

\(7.0 - 4.0 = 0 \le 16\)

=> Điểm O thuộc miền nghiệm

=> Gạch phần không chứa điểm O.

Thay tọa độ điểm O vào \(2x + y\)  ta được:

\(2.0 + 0 = 0 \ge  - 4\)

=> Điểm O thuộc miền nghiệm

=> Gạch phần không chứa điểm O.

b)

Miền nghiệm của hệ là phần không bị gạch bỏ chung của cả 3 miền nghiệm trên.

Chú ý

Ở câu a, có thể thay điểm O bằng các điểm khác.

Vẽ đường thẳng \(3x - y =  - 3\) (nét đứt)

Thay tọa độ O vào \(3x - y >  - 3\) ta được \(3.0 - 0 >  - 3\) (Đúng)

Gạch đi phần không chứa O

Vẽ đường thẳng \( - 2x + 3y = 6\) (nét đứt)

Thay tọa độ O vào \( - 2x + 3y < 6\) ta được \( - 2.0 + 3.0 < 6\) (Đúng)

Gạch đi phần không chứa O

Vẽ đường thẳng \(2x + y =  - 4\)(nét đứt)

Thay tọa độ O vào \(2x + y >  - 4\) ta được \(2.0 + 0 >  - 4\) (Đúng)

Gạch đi phần không chứa O

Miền nghiệm của hệ là phần không bị gạch chéo:

a) Thay \(x = 0,y = 2\) vào hệ \(\left\{ \begin{array}{l}3x + 2y \ge  - 6\\x + 4y > 4\end{array} \right.\) ta được:

\(\left\{ \begin{array}{l}3.0 + 2.2 \ge  - 6\\0 + 4.2 > 4\end{array} \right.\) (Đúng)

Thay \(x = 1,y = 0\) vào hệ \(\left\{ \begin{array}{l}3x + 2y \ge  - 6\\x + 4y > 4\end{array} \right.\) ta được:

\(\left\{ \begin{array}{l}3.1 + 2.0 \ge  - 6\\1 + 4.0 > 4\left( {Sai} \right)\end{array} \right.\)

Vậy \(\left( {0;2} \right)\) là nghiệm của hệ còn \(\left( {1;0} \right)\) không là nghiệm.

b) Thay \(x =  - 1,y =  - 3\) vào hệ \(\left\{ \begin{array}{l}4x + y \le  - 3\\ - 3x + 5y \ge  - 12\end{array} \right.\) ta được:

\(\left\{ \begin{array}{l}4.\left( { - 1} \right) + \left( { - 3} \right) \le  - 3\\ - 3\left( { - 1} \right) + 5.\left( { - 3} \right) \ge  - 12\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} - 7 \le  - 3\\ - 12 \ge  - 12\end{array} \right.\) (Đúng)

Thay \(x = 0,y =  - 3\) vào hệ \(\left\{ \begin{array}{l}4x + y \le  - 3\\ - 3x + 5y \ge  - 12\end{array} \right.\) ta được:

\(\left\{ \begin{array}{l}4.0 + \left( { - 3} \right) \le  - 3\\ - 3.0 + 5.\left( { - 3} \right) \ge  - 12\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} - 3 \le  - 3\\ - 15 \ge  - 12\left( {Sai} \right)\end{array} \right.\)

Vậy \(\left( { - 1; - 3} \right)\) là nghiệm của hệ còn \(\left( {0; - 3} \right)\) không là nghiệm.

a) Vẽ các đường thẳng \(x + 2y =  - 4\)(nét đứt) và \(y = x + 5\) (nét liền)

Thay tọa độ O vào \(x + 2y <  - 4\) ta được: \(0 + 2.0 <  - 4\) (Sai)

=> Gạch đi phần chứa O.

Thay tọa độ O vào \(y \ge x + 5\) ta được: \(0 \ge 0 + 5\) (Sai)

=> Gạch đi phần chứa O.

\(x + 2y = -4 => y = \frac{-4 - x}{2} \)

Xét phương trình hoành độ giao điểm của hai đường thẳng \(x + 2y =  - 4\) và \(y = x + 5\), ta được:

\( \frac{-4 - x}{2} = x + 5 \\ x = \frac{-14}{3} \\ => y = \frac{1}{3} \)

Miền nghiệm của hệ:

Từ hình vẽ ta thấy miền nghiệm của hệ là \(d_3\)

b) Vẽ các đường thẳng \(4x - 2y = 8\)(nét đứt) và hai trục (nét liền)

Thay tọa độ O vào \(4x - 2y > 8\) ta được: \(4.0 - 2.0 > 8\) (Sai)

=> Gạch đi phần chứa O.

Với \(x \ge 0\) thì gạch phần bên trái Oy

Với \(y \le 0\) thì gạch bên trên Ox

Miền nghiệm của hệ:

Hình 12a

Ta thấy các đường thẳng trên hình là \(y = 1;x = 2;y =  - x + 1\)

Từ các phương trình trên thì ta chọn luôn là câu c mà không cần xét tiếp.

Hình 12b.

Ta thấy các đường thẳng trên hình là \(y =  - 1;x =  - 3;x + y =  - 2\)

Từ các phương trình trên thì ta chọn luôn là câu a mà không cần xét tiếp

Bước 1: Gọi số lượng mũ kiểu thứ nhất và kiểu thứ hai trong một ngày mà phân xưởng cần sản xuất lần lượt là \(x\) và \(y\) \(\left( {x,y \in \mathbb{N}} \right)\).

+ Theo giả thiết, thị trường tiêu thụ tối đa trong một ngày là 200 chiếc mũ kiểu thứ nhất nên  \(0 \le x \le 200\)

và 240 chiếc mũ kiểu thứ hai nên ta có \(0 \le y \le 240\)

+ Nếu chỉ sản xuất toàn kiểu mũ thứ hai thì trong 1 giờ phân xưởng làm được 60 chiếc

=> Thời gian làm \(1\) chiếc mũ kiểu thứ hai là 1/60 (giờ)

=> Thời gian làm \(y\) chiếc kiểu hai là \(\frac{y}{{60}}\left( h \right)\)

+ Thời gian để làm ra một chiếc mũ kiểu thứ nhất nhiều gấp hai lần thời gian làm ra một chiếc mũ kiểu thứ hai 

=> thời gian làm 1 chiếc mũ kiểu thứ nhất là 2.1/60 = 1/30 (giờ)

=> Thời gian làm \(x\) chiếc kiểu thứ nhất là \(\frac{x}{{30}}\left( h \right)\)

+ Tổng thời gian làm một ngày không quá 8h nên ta có:

\(\frac{x}{{30}} + \frac{y}{{60}} \le 8\)

Bước 2: Lập hệ bất phương trình.

\(\left\{ \begin{array}{l}
0 \le x \le 200\\
0 \le y \le 240\\
\frac{x}{{30}} + \frac{y}{{60}} \le 8
\end{array} \right.\)

Bước 3: Biểu diễn miền nghiệm.

Miền biểu diễn miền nghiệm là phần không bị gạch, đa giác OABCD với O(0;0), A(0; 240), B(120; 240), C(200; 80), D(200; 0).

Bước 4: Tìm \(x\) và \(y\) để tiền lãi cao nhất.

Từ miền nghiệm ta thấy tiền lãi cao nhất tại khi điểm \(\left( {x;y} \right)\) là một trong các đỉnh của đa giác OABCD.

\(T = 24x + 15y\)

\(T\left( {0;240} \right) = 15.240 = 3600\) (nghìn đồng)

\(T\left( {120;240} \right) = 24.120+15.240 = 6480\) (nghìn đồng)

\(T\left( {200;80} \right) = 24.200+15.80 = 6000\) (nghìn đồng)

\(T\left( {200;0} \right) = 24.200 = 4800\)(nghìn đồng)

Vậy để tiền lãi thu được nhiều nhất, mỗi ngày xưởng cần sản xuất số mũ kiểu 1 là 120 và mũ kiểu 2 là 240 cái.