Bài tập Toán 9 Bài 3: Giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình (21 bài tập)

Lớp 9 · Toán Bài 3

Giải Bài Toán Bằng Cách Lập Hệ Phương Trình

Quy trình 3 bước và 4 dạng toán: tìm số, chuyển động, năng suất, phần trăm

1
Quy trình giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình

Khi gặp một bài toán có hai đại lượng chưa biết cùng hai mối quan hệ (về tổng, hiệu, tỉ lệ, thời gian, ...) — ta có thể giải bằng cách lập hệ phương trình bậc nhất hai ẩn.

Quy trình 3 bước
B1. Lập hệ
phương trình
B2. Giải hệ
phương trình
B3. Kiểm tra
& trả lời
1
Lập hệ phương trình:
• Chọn 2 ẩn số và đặt điều kiện thích hợp.
• Biểu diễn các đại lượng chưa biết theo ẩn và các đại lượng đã biết.
• Lập hệ phương trình biểu thị mối quan hệ giữa các đại lượng.
2
Giải hệ phương trình bằng phương pháp thế, phương pháp cộng đại số hoặc máy tính cầm tay.
3
Trả lời: Kiểm tra nghiệm có thoả mãn điều kiện của ẩn không, rồi kết luận.
Ví dụ — Bài toán hợp kim đồng và kẽm

Một vật có khối lượng $124$ g và thể tích $15$ cm³ là hợp kim của đồng và kẽm. Tính số gam đồng và số gam kẽm, biết rằng $1$ cm³ đồng nặng $8{,}9$ g và $1$ cm³ kẽm nặng $7$ g.

🟠
ĐỒNG
$1$ cm³ nặng $8{,}9$ g
KẼM
$1$ cm³ nặng $7$ g

Bước 1 — Gọi ẩn và lập hệ:

$x$: số gam đồng, $y$: số gam kẽm ($x > 0$, $y > 0$).
Khối lượng: $x + y = 124$ (1).
$1$ g đồng có thể tích $\dfrac{1}{8{,}9} = \dfrac{10}{89}$ cm³; $1$ g kẽm có thể tích $\dfrac{1}{7}$ cm³.
Thể tích: $\dfrac{10}{89}x + \dfrac{1}{7}y = 15$ (2).

Bước 2 — Giải hệ: Nhân $(2)$ với $7$ rồi trừ cho $(1)$:

$\dfrac{70}{89}x + y = 105$, trừ cho $(1)$: $\dfrac{70}{89}x - x = 105 - 124$
$-\dfrac{19}{89}x = -19 \Rightarrow x = 89$.
$y = 124 - 89 = 35$.

Bước 3 — Kết luận: Hợp kim có $89$ g đồng$35$ g kẽm.

2
Dạng 1 — Bài toán tìm số

Đặc điểm: Đề bài yêu cầu tìm các số (hoặc chữ số) thoả mãn các điều kiện về tổng, hiệu, phép chia có dư, hoặc liên quan đến các chữ số của một số.

Công thức quan trọng
Số có hai chữ số: $\overline{ab} = 10a + b$
Đổi chỗ chữ số: $\overline{ba} = 10b + a$
$a$hàng chục
$b$hàng đơn vị
📌Điều kiện chữ số: $a, b \in \mathbb{N}$, $1 \leq a \leq 9$ (chữ số hàng chục khác 0), $0 \leq b \leq 9$.

🔵 Cách làm:

1
Gọi ẩn là các chữ số (hoặc các số) cần tìm. Đặt điều kiện đầy đủ.
2
Dịch các dữ kiện đề bài thành phương trình. Nhớ công thức $\overline{ab} = 10a + b$.
3
Giải hệ và kiểm tra điều kiện.
Ví dụ — Tìm số có hai chữ số

Tìm số tự nhiên $n$ có hai chữ số, biết tổng hai chữ số bằng $12$ và nếu viết hai chữ số theo thứ tự ngược lại thì được số mới lớn hơn $n$ là $36$ đơn vị.

Bước 1 — Gọi ẩn:

$a$: hàng chục, $b$: hàng đơn vị ($1 \leq a \leq 9$, $0 \leq b \leq 9$).
Số $n = \overline{ab} = 10a + b$. Số mới $\overline{ba} = 10b + a$.

Bước 2 — Lập hệ:

Tổng hai chữ số: $a + b = 12$ (1).
Số mới hơn $n$ là $36$: $(10b + a) - (10a + b) = 36 \Rightarrow 9b - 9a = 36 \Rightarrow -a + b = 4$ (2).

Bước 3 — Giải hệ $\begin{cases} a + b = 12 \\ -a + b = 4 \end{cases}$: cộng từng vế:

$2b = 16 \Rightarrow b = 8$, $a = 4$.

Kết luận: $a = 4, b = 8$ thoả điều kiện → số cần tìm $n = \mathbf{48}$.

3
Dạng 2 — Bài toán chuyển động

Đặc điểm: Đề bài liên quan đến quãng đường, vận tốc, thời gian của các phương tiện di chuyển.

Công thức cốt lõi
$s = v \cdot t$
(quãng đường = vận tốc × thời gian)
📐Hai trường hợp gặp nhau:
Đi ngược chiều gặp nhau: $s_1 + s_2 =$ khoảng cách ban đầu.
Đi cùng chiều đuổi kịp nhau: $s_1 - s_2 =$ khoảng cách ban đầu.
⚠️Đổi đơn vị thời gian: Phải chuyển toàn bộ về cùng đơn vị (giờ hoặc phút) trước khi lập phương trình.
Ví dụ: $1$ giờ $40$ phút $= \dfrac{5}{3}$ giờ; $40$ phút $= \dfrac{2}{3}$ giờ.
Ví dụ — Bài toán xe khách và xe tải

Xe khách đi từ TP. Hồ Chí Minh đến Cần Thơ (quãng đường $170$ km). Sau khi xe khách xuất phát $1$ giờ $40$ phút, xe tải bắt đầu đi từ Cần Thơ về TP. Hồ Chí Minh (cùng tuyến) và gặp xe khách sau đó $40$ phút. Tính vận tốc mỗi xe, biết xe khách nhanh hơn xe tải $15$ km/h.

TP HCM Cần Thơ 🚌 🚛 Gặp nhau 170 km

Bước 1 — Gọi ẩn: $x$ = vận tốc xe khách, $y$ = vận tốc xe tải (km/h, $x, y > 0$).

Bước 2 — Lập hệ:

Xe khách nhanh hơn $15$ km/h: $x - y = 15$ (1).
Đổi: $1$h $40$ph $= \dfrac{5}{3}$ giờ; $40$ph $= \dfrac{2}{3}$ giờ.
Thời gian xe khách đi: $\dfrac{5}{3} + \dfrac{2}{3} = \dfrac{7}{3}$ giờ → quãng đường $\dfrac{7}{3}x$.
Thời gian xe tải đi: $\dfrac{2}{3}$ giờ → quãng đường $\dfrac{2}{3}y$.
Hai xe ngược chiều, gặp nhau khi tổng quãng đường $= 170$: $\dfrac{7}{3}x + \dfrac{2}{3}y = 170$ (2).

Bước 3 — Giải hệ: Nhân $(1)$ với $2$, $(2)$ với $3$:

$\begin{cases} 2x - 2y = 30 \\ 7x + 2y = 510 \end{cases}$ — cộng từng vế:
$9x = 540 \Rightarrow x = 60$, $y = 60 - 15 = 45$.

Kết luận: Vận tốc xe khách $60$ km/h, xe tải $45$ km/h.

4
Dạng 3 — Bài toán năng suất (đặt ẩn phụ)

Đặc điểm: Đề bài có cụm từ "cùng làm xong trong bao lâu", "nếu làm riêng", "gấp rưỡi / gấp đôi" — liên quan đến hai đối tượng (đội thợ, vòi nước, máy bơm,...) làm chung hoặc làm riêng.

Quy ước & công thức
Coi cả công việc là $1$.
Nếu làm xong trong $x$ thời gian → mỗi đơn vị thời gian làm $\dfrac{1}{x}$ công việc.
Làm chung trong $t$: $\dfrac{1}{x} + \dfrac{1}{y} = \dfrac{1}{t}$

🔵 Cách làm — Đặt ẩn phụ để đưa về hệ bậc nhất:

1
Gọi $x, y$ là thời gian mỗi đối tượng làm một mình. Đặt điều kiện $x, y > 0$.
2
Lập hệ phương trình theo $\dfrac{1}{x}$ và $\dfrac{1}{y}$.
3
Đặt ẩn phụ $u = \dfrac{1}{x}$, $v = \dfrac{1}{y}$ → đưa về hệ bậc nhất hai ẩn theo $u, v$.
4
Giải hệ tìm $u, v$, rồi suy ra $x = \dfrac{1}{u}$, $y = \dfrac{1}{v}$.
Ví dụ — Bài toán hai vòi nước

Hai vòi cùng chảy đầy bể trong $1$ giờ $20$ phút. Nếu mở riêng vòi 1 trong $10$ phút và vòi 2 trong $12$ phút thì được $\dfrac{2}{15}$ bể. Hỏi mỗi vòi chảy đầy bể trong bao lâu?

🚰
VÒI 1
$x$ phút
🚰
VÒI 2
$y$ phút

Bước 1 — Gọi ẩn: $x, y$ là thời gian vòi 1, vòi 2 chảy đầy bể (phút), $x, y > 0$.

Bước 2 — Lập hệ: Đổi $1$h $20$ph $= 80$ phút.

Mỗi phút: vòi 1 chảy $\dfrac{1}{x}$ bể, vòi 2 chảy $\dfrac{1}{y}$ bể.
Chảy chung đầy trong $80$ ph: $\dfrac{1}{x} + \dfrac{1}{y} = \dfrac{1}{80}$ (1).
Vòi 1 mở $10$ ph + vòi 2 mở $12$ ph $= \dfrac{2}{15}$ bể: $\dfrac{10}{x} + \dfrac{12}{y} = \dfrac{2}{15}$ (2).

Bước 3 — Đặt ẩn phụ $u = \dfrac{1}{x}$, $v = \dfrac{1}{y}$. Chia $(2)$ cho $2$:

$\begin{cases} u + v = \dfrac{1}{80} \\ 5u + 6v = \dfrac{1}{15} \end{cases}$
Nhân PT1 với $5$: $5u + 5v = \dfrac{1}{16}$. Trừ PT2 cho PT1: $v = \dfrac{1}{15} - \dfrac{1}{16} = \dfrac{1}{240}$.
$u = \dfrac{1}{80} - \dfrac{1}{240} = \dfrac{2}{240} = \dfrac{1}{120}$.

Bước 4 — Suy ra: $x = \dfrac{1}{u} = 120$, $y = \dfrac{1}{v} = 240$.

Kết luận: Vòi 1 chảy đầy bể trong $120$ phút ($2$h), vòi 2 trong $240$ phút ($4$h).

5
Dạng 4 — Bài toán phần trăm, thống kê & tổng kết

Đặc điểm: Đề bài có dữ kiện về phần trăm tăng/giảm, tổng sản lượng, hoặc bảng số liệu thống kê bị ẩn.

Công thức phần trăm
Tăng $p\%$: giá trị mới $= \left(1 + \dfrac{p}{100}\right) \times$ giá trị cũ
Giảm $p\%$: giá trị mới $= \left(1 - \dfrac{p}{100}\right) \times$ giá trị cũ
⚠️Lưu ý: "Vượt mức $15\%$" nghĩa là tăng thêm $15\%$ → nhân với $1{,}15$ (KHÔNG phải $0{,}15$).
Ví dụ — Bài toán phần trăm sản lượng

Năm ngoái, hai đơn vị thu hoạch được $3\,600$ tấn thóc. Năm nay, hai đơn vị thu hoạch được $4\,095$ tấn thóc. Tính sản lượng năm nay của mỗi đơn vị, biết năm nay đơn vị 1 vượt mức $15\%$, đơn vị 2 vượt mức $12\%$ so với năm ngoái.

Bước 1 — Gọi ẩn: $x, y$ là sản lượng năm ngoái của đơn vị 1, đơn vị 2 (tấn, $x, y > 0$).

Bước 2 — Lập hệ:

Năm ngoái: $x + y = 3600$ (1).
Năm nay: đơn vị 1 thu $1{,}15x$, đơn vị 2 thu $1{,}12y$. Tổng $4095$: $1{,}15x + 1{,}12y = 4095$ (2).

Bước 3 — Giải hệ: Từ $(1)$: $y = 3600 - x$. Thế vào $(2)$:

$1{,}15x + 1{,}12(3600 - x) = 4095$
$1{,}15x + 4032 - 1{,}12x = 4095 \Rightarrow 0{,}03x = 63 \Rightarrow x = 2100$, $y = 1500$.
Năm nay: đơn vị 1 $= 1{,}15 \cdot 2100 = 2415$ tấn; đơn vị 2 $= 1{,}12 \cdot 1500 = 1680$ tấn.

Kết luận: Năm nay đơn vị 1 thu $2\,415$ tấn, đơn vị 2 thu $1\,680$ tấn.

📋 Tổng kết 4 dạng toán:

DạngĐặc điểm & công thức
Tìm số / chữ sốSố có 2 chữ số: $\overline{ab} = 10a + b$. Điều kiện $1 \leq a \leq 9$, $0 \leq b \leq 9$.
Chuyển độngCông thức $s = v \cdot t$. Đổi đơn vị thời gian về cùng loại.
Năng suất$\dfrac{1}{x} + \dfrac{1}{y} = \dfrac{1}{t}$. Đặt $u = \dfrac{1}{x}$, $v = \dfrac{1}{y}$.
Phần trămGiá trị mới $= (1 \pm p\%) \times$ giá trị cũ.
1
Điểm: 0/21
📝

Luyện tập giải bài toán bằng cách lập hệ PT!

21 câu · 6 dạng từ dễ đến khó

💡 Gợi ý
Thầy Võ Văn Trung

Thầy Võ Văn Trung

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Toán THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Toán, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ A2

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Du