Bài tập Toán 9 Bài 5: Bất đẳng thức và tính chất (25 bài tập)

Lớp 9 · Toán Bài 5

Bất Đẳng Thức Và Tính Chất

Khái niệm bất đẳng thức và các tính chất với phép cộng, phép nhân

1
Khái niệm bất đẳng thức

🔵 Nhắc lại thứ tự trên tập số thực: Với hai số $a$ và $b$ bất kỳ, có ba trường hợp xảy ra:

$a > b$
$a$ lớn hơn $b$
$a < b$
$a$ nhỏ hơn $b$
$a \geq b$
$a$ lớn hơn hoặc bằng $b$
$a \leq b$
$a$ nhỏ hơn hoặc bằng $b$

Trên trục số: điểm bên trái biểu diễn số nhỏ hơn, điểm bên phải biểu diễn số lớn hơn.

$-2$ $-1$ $0$ $1$ $2$ nhỏ hơn lớn hơn
Bất đẳng thức
Hệ thức dạng $a > b$ (hay $a < b$, $a \geq b$, $a \leq b$) gọi là bất đẳng thức.
$a$ là vế trái, $b$ là vế phải.

🔵 Hai bất đẳng thức cùng chiều / ngược chiều:

Cùng chiều
$1 < 2$ và $-3 < -2$
(cùng dấu $<$)
Ngược chiều
$1 < 2$ và $-2 > -3$
(một dấu $<$, một dấu $>$)
Ví dụ 1 — Xác định vế trái và vế phải

Xác định vế trái, vế phải của các bất đẳng thức:

a) $-5 > -9$ → vế trái: $-5$, vế phải: $-9$.
b) $b^2 + 4 > 0$ → vế trái: $b^2 + 4$, vế phải: $0$.

🔵 Tính chất bắc cầu:

Tính chất bắc cầu
Nếu $a < b$ và $b < c$ thì $a < c$.

Tương tự cho các dấu $>$, $\geq$, $\leq$. Tính chất này rất hữu ích khi so sánh gián tiếp hai biểu thức thông qua một giá trị trung gian.

🔵 Cách viết bất đẳng thức từ lời văn — bảng quy đổi:

Cụm từ trong đềKí hiệu
"lớn hơn", "trên", "hơn"$>$
"nhỏ hơn", "dưới", "kém"$<$
"ít nhất", "không nhỏ hơn", "tối thiểu", "từ ... trở lên"$\geq$
"nhiều nhất", "không lớn hơn", "không vượt quá", "tối đa"$\leq$
"là số dương"$> 0$
"là số âm"$< 0$
Ví dụ 2 — Viết bất đẳng thức từ lời văn
a) "Nhiệt độ $t$ trên $10$ °C" → $t > 10$.
b) "Nhiệt độ bảo quản dưới $25$ °C" → $t < 25$.
c) "Số tuổi ít nhất $16$ tuổi để thi bằng lái xe máy" → $x \geq 16$.
2
Liên hệ giữa thứ tự và phép cộng

Khi cộng cùng một số $c$ vào hai vế của một bất đẳng thức, ta được bất đẳng thức mới cùng chiều với bất đẳng thức ban đầu.

Tính chất phép cộng
Nếu $a < b$ thì $a + c < b + c$.
Nếu $a > b$ thì $a + c > b + c$.
(Tương tự cho $\leq$ và $\geq$ — luôn giữ chiều.)
💡Hệ quả thực tế: Khi hai biểu thức có cùng phần cộng, ta có thể "bỏ" phần đó đi rồi so sánh phần còn lại.
Ví dụ: so sánh $19 + 100$ và $-3 + 100$ → chỉ cần so sánh $19$ và $-3$ → $19 > -3$ → $19 + 100 > -3 + 100$.
Ví dụ 3 — So sánh không thực hiện phép tính

a) So sánh $25 + 100$ và $-15 + 100$.

Vì $25 > -15$ (cộng cùng số $100$ vào hai vế) nên $25 + 100 > -15 + 100$.

b) So sánh $\sqrt{2} + 5$ và $7$.

Ta có $\sqrt{2} < 2$ (vì $(\sqrt{2})^2 = 2 < 4 = 2^2$).
Cộng $5$ vào hai vế: $\sqrt{2} + 5 < 2 + 5 = 7$.
Vậy $\sqrt{2} + 5 < 7$.
Ví dụ 4 — Suy ngược (từ kết quả tìm $a, b$)

Biết $a + 1954 < b + 1954$, hãy so sánh $a$ và $b$.

Cộng $(-1954)$ vào hai vế (tính chất phép cộng — giữ chiều):
$a + 1954 + (-1954) < b + 1954 + (-1954)$
$a < b$.
3
Liên hệ giữa thứ tự và phép nhân

Khi nhân cả hai vế của một bất đẳng thức với cùng một số, kết quả phụ thuộc vào dấu của số đó:

Nhân số DƯƠNG
$a < b$, $c > 0$
→ $ac < b\,c$
(GIỮ chiều)
Nhân số ÂM
$a < b$, $c < 0$
→ $ac > b\,c$
(ĐỔI chiều!)
⚠️Lưu ý cực kỳ quan trọng: Nhân (hoặc chia) hai vế bất đẳng thức với số âm thì BẮT BUỘC phải đổi chiều dấu bất đẳng thức. Đây là sai lầm phổ biến nhất của học sinh!
Ví dụ 5 — Nhân với số dương (giữ chiều)

So sánh $5 \cdot (-3)$ và $5 \cdot (-1)$.

Vì $-3 < -1$ và $5 > 0$ (nhân số dương — giữ chiều):
$5 \cdot (-3) < 5 \cdot (-1)$.
(Kiểm tra: $-15 < -5$ ✓)
Ví dụ 6 — Nhân với số âm (đổi chiều)

So sánh $(-4) \cdot (-3)$ và $(-4) \cdot (-1)$.

Vì $-3 < -1$ và $-4 < 0$ (nhân số âm — đổi chiều):
$(-4) \cdot (-3) > (-4) \cdot (-1)$.
(Kiểm tra: $12 > 4$ ✓)
Ví dụ 7 — Kết hợp phép nhân & phép cộng

Cho $a < b$, hãy so sánh:

a) $5a + 7$ và $5b + 7$:

$a < b$, nhân với $5 > 0$ (giữ chiều): $5a < 5b$.
Cộng $7$ vào hai vế (giữ chiều): $5a + 7 < 5b + 7$.

b) $-3a - 9$ và $-3b - 9$:

$a < b$, nhân với $-3 < 0$ (đổi chiều): $-3a > -3b$.
Cộng $(-9)$ vào hai vế (giữ chiều): $-3a - 9 > -3b - 9$.
Ví dụ 8 — Suy ngược từ phép nhân

Biết $-2a > -2b$, hãy so sánh $a$ và $b$.

Nhân hai vế với $-\dfrac{1}{2} < 0$ (đổi chiều):
$-2a \cdot \left(-\dfrac{1}{2}\right) < -2b \cdot \left(-\dfrac{1}{2}\right)$
$a < b$.
4
Chứng minh bất đẳng thức & bài toán thực tế

🔵 Các kỹ thuật chứng minh bất đẳng thức thường dùng:

1
Tính chất bắc cầu: tìm giá trị trung gian (thường là $1$, $0$, $-1$).
2
Viết phân số dạng $1 \pm \dfrac{r}{m}$: dễ so sánh với $1$.
3
So sánh hiệu: tính $A - B$ rồi xét dấu.
4
Quy đồng mẫu: đưa về cùng mẫu rồi so sánh tử.
Ví dụ 9 — So sánh phân số qua giá trị trung gian $1$

Chứng minh $\dfrac{2026}{2025} > \dfrac{2023}{2024}$.

$\dfrac{2026}{2025} = 1 + \dfrac{1}{2025} > 1$ (vì tử lớn hơn mẫu).
$\dfrac{2023}{2024} = 1 - \dfrac{1}{2024} < 1$ (vì tử nhỏ hơn mẫu).
Theo bắc cầu: $\dfrac{2026}{2025} > 1 > \dfrac{2023}{2024}$.

Vậy $\dfrac{2026}{2025} > \dfrac{2023}{2024}$ (đpcm).

Ví dụ 10 — Quy đồng mẫu để so sánh

Chứng minh $\dfrac{34}{11} > \dfrac{26}{9}$.

Quy đồng mẫu chung là $11 \times 9 = 99$:
$\dfrac{34}{11} = \dfrac{34 \times 9}{99} = \dfrac{306}{99}$, $\dfrac{26}{9} = \dfrac{26 \times 11}{99} = \dfrac{286}{99}$.
Vì $306 > 286$ nên $\dfrac{306}{99} > \dfrac{286}{99}$, tức $\dfrac{34}{11} > \dfrac{26}{9}$ (đpcm).

🔵 Bài toán thực tế dẫn đến bất đẳng thức:

1
Đọc kỹ đề, xác định đại lượng cần tìm (số người, số km, số tiền...).
2
Viết bất đẳng thức mô tả ràng buộc (ngân sách, sức chứa, thời gian...).
3
Suy luận hoặc giải bất đẳng thức để tìm đáp án, kết hợp điều kiện thực tế (số nguyên dương...).
Ví dụ 11 — Bài toán thực tế (tổ chức dã ngoại)

Một nhà tài trợ tổ chức dã ngoại với tổng kinh phí $30$ triệu đồng. Chi phí cố định thuê dịch vụ và phòng nghỉ là $17$ triệu đồng; chi phí ăn của mỗi người là $150 000$ đồng. Hỏi có thể tổ chức cho nhiều nhất bao nhiêu bạn?

Bước 1 — Gọi ẩn: $n$ là số người tham gia, $n \in \mathbb{N}^*$.

Bước 2 — Lập bất đẳng thức: Tổng chi phí không vượt quá ngân sách:

$17{,}000{,}000 + 150{,}000 \cdot n \leq 30{,}000{,}000$
$150{,}000 \cdot n \leq 13{,}000{,}000$
$n \leq \dfrac{13{,}000{,}000}{150{,}000} \approx 86{,}67$

Bước 3 — Kết luận: Vì $n$ là số tự nhiên dương nên $n \leq 86$.

Nhà tài trợ có thể tổ chức cho nhiều nhất $86$ bạn tham gia.
5
Tổng kết & ôn tập thêm
Tính chấtKết quả
Bắc cầu: $a < b$ và $b < c$$a < c$
Cộng cùng số $c$ vào hai vếGiữ chiều
Nhân số dương ($c > 0$) vào hai vếGiữ chiều
Nhân số âm ($c < 0$) vào hai vếĐỔI chiều
1
Điểm: 0/25
⚖️

Luyện tập bất đẳng thức nào!

25 câu · 5 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