Bài tập Toán 9 Bài 19: Phương trình bậc hai một ẩn (25 bài tập)

Lớp 9 · Toán Bài 19

Phương Trình Bậc Hai Một Ẩn

Định nghĩa, công thức nghiệm $\Delta$, công thức thu gọn $\Delta'$ và bài toán thực tế

1
Định nghĩa phương trình bậc hai một ẩn

Phương trình bậc hai một ẩn (gọi tắt là phương trình bậc hai) là phương trình có dạng:

Dạng tổng quát
$ax^2 + bx + c = 0$
trong đó $x$ là ẩn; $a, b, c$ là các hệ số đã cho, với điều kiện $a \neq 0$

🔵 Vai trò các hệ số:

$a$
Hệ số bậc hai
(của $x^2$)
⚠️ Bắt buộc $a \neq 0$
$b$
Hệ số bậc nhất
(của $x$)
Có thể bằng $0$
$c$
Hệ số tự do
(không chứa $x$)
Có thể bằng $0$
Ví dụ 1 — Nhận biết PT bậc hai
$3x^2 - 5x + 2 = 0$ là PT bậc hai với $a = 3, b = -5, c = 2$.
$x^2 - 7 = 0$ là PT bậc hai với $a = 1, b = 0, c = -7$.
$-4x^2 = 0$ là PT bậc hai với $a = -4, b = 0, c = 0$.
$\dfrac{1}{x^2} + 2 \cdot \dfrac{1}{x} + 3 = 0$ không phải PT bậc hai (ẩn ở mẫu).
⚠️Lưu ý quan trọng: Phương trình $mx^2 + 2x + 1 = 0$ chỉ là PT bậc hai khi $m \neq 0$. Nếu $m = 0$, nó trở thành PT bậc nhất $2x + 1 = 0$.

🔵 Đưa PT về dạng chuẩn $ax^2 + bx + c = 0$: Khi PT chưa ở dạng chuẩn, ta cần khai triển, chuyển vế, thu gọn để đưa về dạng chuẩn.

Ví dụ 2 — Đưa về dạng chuẩn

Đưa PT $3x^2 + 2x - 1 = x^2 - x$ về dạng $ax^2 + bx + c = 0$.

Chuyển tất cả sang vế trái: $3x^2 + 2x - 1 - x^2 + x = 0$
Thu gọn: $2x^2 + 3x - 1 = 0$
Vậy $a = 2, b = 3, c = -1$.
2
Giải PT bậc hai dạng đặc biệt

Khi PT bậc hai khuyết một số hạng, ta có thể giải nhanh dựa trên hai nguyên tắc:

📌Hai nguyên tắc cơ bản:
① Nếu $A \cdot B = 0$ thì $A = 0$ hoặc $B = 0$.
② Nếu $A^2 = B$ ($B \geq 0$) thì $A = \sqrt{B}$ hoặc $A = -\sqrt{B}$.
1
Dạng khuyết $c$: $\;ax^2 + bx = 0$
Phương pháp: Đặt nhân tử chung $x$ ra ngoài → đưa về dạng tích.
$ax^2 + bx = 0 \Leftrightarrow x(ax + b) = 0$
$\Leftrightarrow x = 0$ hoặc $x = -\dfrac{b}{a}$
Ví dụ 3 — Giải $3x^2 - 6x = 0$
$3x(x - 2) = 0$
$x = 0$ hoặc $x = 2$.
⚠️Sai lầm cần tránh: KHÔNG được chia hai vế cho $x$ vì sẽ mất nghiệm $x = 0$. Phải đặt nhân tử chung.
2
Dạng khuyết $b$: $\;ax^2 + c = 0$
Phương pháp: Chuyển vế đưa về $x^2 = k$, rồi xét dấu $k$.
$ax^2 = -c \Leftrightarrow x^2 = -\dfrac{c}{a}$
Nếu $-\dfrac{c}{a} > 0$: hai nghiệm $x = \pm\sqrt{-\dfrac{c}{a}}$.
Nếu $-\dfrac{c}{a} < 0$: vô nghiệm.
Ví dụ 4 — Giải $x^2 - 16 = 0$
$x^2 = 16 \Rightarrow x = 4$ hoặc $x = -4$.
3
Dạng $(x + p)^2 = q$
Phương pháp: Nếu $q \geq 0$, lấy căn hai vế (cẩn thận dấu $\pm$).
Ví dụ 5 — Giải $(x + 2)^2 = 7$
$x + 2 = \sqrt{7}$ hoặc $x + 2 = -\sqrt{7}$
$x = -2 + \sqrt{7}$ hoặc $x = -2 - \sqrt{7}$.
4
Phương pháp hoàn thành bình phương
Khi PT có dạng $x^2 + bx = c$, ta cộng thêm $\left(\dfrac{b}{2}\right)^2$ vào cả hai vế để vế trái biến thành bình phương hoàn hảo.
$x^2 + bx + \left(\dfrac{b}{2}\right)^2 = \left(x + \dfrac{b}{2}\right)^2$
Ví dụ 6 — Giải $x^2 - 6x = 2$
Cộng $\left(\dfrac{-6}{2}\right)^2 = 9$ vào hai vế:
$x^2 - 6x + 9 = 2 + 9$
$(x - 3)^2 = 11$
$x - 3 = \pm\sqrt{11} \Rightarrow x = 3 \pm \sqrt{11}$.
3
Công thức nghiệm $\Delta$ và công thức thu gọn $\Delta'$

🔵 Công thức nghiệm tổng quát: Cho PT $ax^2 + bx + c = 0$ ($a \neq 0$). Tính biệt thức:

Biệt thức Delta
$\Delta = b^2 - 4ac$

Số nghiệm của PT phụ thuộc dấu của $\Delta$:

>0
$\Delta > 0$ — Hai nghiệm phân biệt
$x_1 = \dfrac{-b + \sqrt{\Delta}}{2a}, \quad x_2 = \dfrac{-b - \sqrt{\Delta}}{2a}$
=0
$\Delta = 0$ — Nghiệm kép
$x_1 = x_2 = -\dfrac{b}{2a}$
<0
$\Delta < 0$ — Vô nghiệm
PT không có nghiệm trong tập số thực $\mathbb{R}$.
Ví dụ 7 — Giải $2x^2 + 5x - 2 = 0$
B1.Xác định $a = 2, b = 5, c = -2$.
B2.Tính $\Delta = 5^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-2) = 25 + 16 = 41 > 0$.
B3.Hai nghiệm phân biệt: $x_1 = \dfrac{-5 + \sqrt{41}}{4}$, $x_2 = \dfrac{-5 - \sqrt{41}}{4}$.
Ví dụ 8 — Phân loại số nghiệm

a) $x^2 - 8x + 16 = 0$: $\Delta = 64 - 64 = 0$ → nghiệm kép $x = 4$.

b) $3x^2 + 2x + 4 = 0$: $\Delta = 4 - 48 = -44 < 0$ → vô nghiệm.

Mẹo nhận biết nhanh: Nếu $a$ và $c$ trái dấu ($ac < 0$) thì $-4ac > 0$, nên $\Delta = b^2 - 4ac > 0$ → PT chắc chắn có hai nghiệm phân biệt mà không cần tính cụ thể.

🔵 Công thức nghiệm thu gọn (khi $b$ chẵn): Nếu $b = 2b'$, đặt:

Biệt thức thu gọn
$\Delta' = b'^2 - ac \quad$ với $\quad b' = \dfrac{b}{2}$
Nghiệm: $x = \dfrac{-b' \pm \sqrt{\Delta'}}{a}$ (mẫu là $a$, KHÔNG phải $2a$)
💡Khi nào dùng $\Delta'$?
• Khi $b$ là số chẵn (chia hết cho 2).
• Khi $b$ chứa $\sqrt{\;\;}$ mà chia 2 ra gọn hơn.
→ Tính nhanh hơn so với dùng $\Delta$ thông thường.
Ví dụ 9 — Dùng $\Delta'$ giải $3x^2 + 10x + 2 = 0$
B1.$a = 3, b' = 5, c = 2$.
B2.$\Delta' = 5^2 - 3 \cdot 2 = 25 - 6 = 19 > 0$.
B3.Hai nghiệm: $x_1 = \dfrac{-5 + \sqrt{19}}{3}$, $x_2 = \dfrac{-5 - \sqrt{19}}{3}$.

🔵 PT bậc hai chứa tham số: Để tìm điều kiện của tham số $m$ sao cho PT có nghiệm/vô nghiệm/nghiệm kép, ta tính $\Delta$ theo $m$ rồi xét dấu.

Ví dụ 10 — Tìm $m$ để PT vô nghiệm

Tìm $m$ để PT $x^2 - 3x + 2m = 0$ vô nghiệm.

$\Delta = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2m = 9 - 8m$
PT vô nghiệm $\Leftrightarrow \Delta < 0 \Leftrightarrow 9 - 8m < 0 \Leftrightarrow m > \dfrac{9}{8}$.
4
Máy tính cầm tay & Bài toán thực tế

🔵 Sử dụng máy tính cầm tay (MTCT): Bấm chuỗi phím để chuyển sang chế độ giải PT bậc hai:

MODE 5 3

Sau đó nhập lần lượt 3 hệ số $a, b, c$, mỗi lần bấm $\boxed{=}$.

⚠️Lưu ý: Nếu máy hiển thị kết quả chứa ký hiệu $i$ (số ảo) thì PT vô nghiệm trong $\mathbb{R}$. Bấm phím S⇔D để xem kết quả dạng số thập phân.

🔵 Phương pháp giải bài toán thực tế bằng PT bậc hai:

1
Gọi ẩn $x$ và đặt điều kiện cho ẩn (dương, nguyên dương, trong khoảng nào...).
2
Dựa vào dữ kiện đề bài, lập phương trình bậc hai theo $x$.
3
Giải phương trình bằng các phương pháp đã học.
4
Đối chiếu nghiệm với điều kiện ban đầu, loại nghiệm không thoả → kết luận.
Ví dụ 11 — Bài toán bể bơi (mở đầu)

Mảnh đất hình chữ nhật kích thước $28$ m × $16$ m. Người ta làm một bể bơi có đường đi xung quanh. Tìm bề rộng đường đi để diện tích bể bơi là $288$ m².

28 m 16 m Bể bơi 288 m² x x

Bước 1 — Gọi ẩn: Gọi $x$ (m) là bề rộng đường đi. Điều kiện $0 < x < 8$.

Bước 2 — Lập PT: Bể bơi có chiều dài $28 - 2x$ và chiều rộng $16 - 2x$. Diện tích = $288$:

$(28 - 2x)(16 - 2x) = 288$
$448 - 88x + 4x^2 = 288$
$4x^2 - 88x + 160 = 0 \Leftrightarrow x^2 - 22x + 40 = 0$

Bước 3 — Giải PT: $\Delta = 484 - 160 = 324 = 18^2$.

$x_1 = \dfrac{22 + 18}{2} = 20$ (loại vì $x < 8$)
$x_2 = \dfrac{22 - 18}{2} = 2$ ✓

Kết luận: Bề rộng đường đi là $2$ m.

5
Tổng kết & ôn tập thêm
Nội dungCông thức / Kiến thức
Định nghĩa PT bậc hai$ax^2 + bx + c = 0$ với $a \neq 0$
Biệt thức $\Delta$$\Delta = b^2 - 4ac$
$\Delta > 0$Hai nghiệm: $x = \dfrac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}$
$\Delta = 0$Nghiệm kép: $x = -\dfrac{b}{2a}$
$\Delta < 0$Vô nghiệm
Công thức thu gọn (khi $b$ chẵn)$\Delta' = b'^2 - ac$, nghiệm: $x = \dfrac{-b' \pm \sqrt{\Delta'}}{a}$
Dạng PT đặc biệtCách giải nhanh
Khuyết $c$: $ax^2 + bx = 0$Đặt nhân tử chung $x$: $x(ax + b) = 0$
Khuyết $b$: $ax^2 + c = 0$Đưa về $x^2 = k$, xét dấu $k$
Dạng $(x + p)^2 = q$ ($q \geq 0$)$x = -p \pm \sqrt{q}$
Hoàn thành bình phươngCộng $\left(\dfrac{b}{2}\right)^2$ vào hai vế
1
Điểm: 0/25
🧮

Luyện tập PT bậc hai một ẩn nào!

25 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