Bài 7. Bất phương trình bậc hai một ẩn
Toán 10 — Chương II. Bất đẳng thức và bất phương trình

Bài giảng trình chiếu trên lớp — bài chốt Chương II

Tài nguyên bài học (dành cho giáo viên)

Tài liệuMở
Phiếu khởi động (PDF) C2B7-0-PhieuKhoiDong.pdf
Các dạng bài + luyện tập (PDF) C2B7-B-CacDang.pdf
Phiếu bài tập số 1 (10 bài, theo bài giảng) (PDF) C2B7-C-PhieuBaiTap.pdf
Phiếu bài tập về nhà số 2 (kèm QR đáp án) (PDF) C2B7-C-PhieuBaiTap2.pdf
Đề kiểm tra cơ bản 15 phút (PDF) C2B7-D-KiemTra15p.pdf
Bài nâng cao (PDF) C2B7-E-NangCao.pdf
Bản đầy đủ kèm lời giải (PDF) C2B7-BaiGiang-DayDu.pdf
Bài kiểm tra tương tác online
(trắc nghiệm + đúng/sai + kéo thả)
/T10/LuyenTap/C2B7.html

Khởi động — Ôn kiến thức nền (1/2)

Ôn phương trình bậc hai, phân tích nhân tử và parabol để bước vào bất phương trình bậc hai!

Câu 1. Giải \(x^2-5x+6=0\) và tính biệt thức \(\Delta\); hệ số \(a\) của \(x^2\) mang dấu gì?

\(x=2\) hoặc \(x=3\); \(\Delta=25-24=1>0\); \(a=1>0\).

Câu 2. Phân tích tam thức \(2x^2-5x+3\) thành tích hai nhân tử bậc nhất.

Nghiệm \(x=1,\ x=\dfrac32\Rightarrow 2x^2-5x+3=(x-1)(2x-3)\).

Câu 3. Parabol \(y=x^2-4x+3\) cắt trục hoành ở đâu? Với \(x\) nào thì \(y<0\)?

Cắt \(Ox\) tại \((1;0),(3;0)\); nằm dưới trục hoành khi \(1

Khởi động — Ôn kiến thức nền (2/2)

Câu 4. Lập bảng xét dấu nhị thức \(f(x)=3-2x\): với \(x\) nào thì \(f(x)>0\), với \(x\) nào thì \(f(x)<0\)?

\(3-2x>0\Leftrightarrow x<\dfrac32\);   \(3-2x<0\Leftrightarrow x>\dfrac32\).

Câu 5. Điền (với \(a>0\)): \(|x|

\(|x|

Vào bài
Việc "tìm \(x\) để parabol nằm dưới/ trên trục hoành" ở Câu 3 chính là giải bất phương trình bậc hai. Chìa khoá của cả bài là xét dấu tam thức bậc hai \(ax^2+bx+c\) — nội dung Bài 7, bài chốt Chương II.

A1. Tam thức bậc hai — Định lí về dấu

Định lí về dấu của tam thức bậc hai
Tam thức bậc hai: \(f(x)=ax^2+bx+c\ (a\ne0)\), biệt thức \(\Delta=b^2-4ac\). Cho \(a\ne0\):
  • \(\Delta<0\): \(f(x)\) cùng dấu với \(a\) với mọi \(x\in\mathbb R\).
  • \(\Delta=0\): \(f(x)\) cùng dấu với \(a\) với mọi \(x\ne-\dfrac{b}{2a}\) (tại nghiệm kép \(f=0\)).
  • \(\Delta>0\): có hai nghiệm \(x_1trái dấu \(a\) khi \(x_1cùng dấu \(a\) khi \(xx_2\).
Ghi nhớ: “trong trái, ngoài cùng”.
x₁ x₂
\(a>0,\ \Delta>0\): âm giữa \(x_1;x_2\).
\(a>0,\ \Delta=0\): chạm \(Ox\), còn lại dương.
\(a>0,\ \Delta<0\): luôn dương.

A1. Bảng xét dấu và ví dụ

Bảng xét dấu khi \(\Delta>0\) (hai nghiệm \(x_1
\(x\)\(-\infty\)\(x_1\)\(x_2\)\(+\infty\)
\(f(x)\)cùng dấu \(a\)0trái dấu \(a\)0cùng dấu \(a\)

Ví dụ 1. Xét dấu \(f(x)=-x^2-2x+3\).

Lời giải. \(f(x)=0\Leftrightarrow x=-3\) hoặc \(x=1\); \(a=-1<0\).

\(x\)\(-\infty\)\(-3\)\(1\)\(+\infty\)
\(f(x)\)\(-\)0\(+\)0\(-\)

\(f(x)>0\) khi \(x\in(-3;1)\); \(f(x)<0\) khi \(x\in(-\infty;-3)\cup(1;+\infty)\).

A2. Bất phương trình bậc hai một ẩn

Định nghĩa và cách giải
Bất phương trình bậc hai một ẩn có một trong các dạng \[ax^2+bx+c>0,\ \ge0,\ <0,\ \le0\qquad(a\ne0).\] Cách giải: xét dấu tam thức \(f(x)=ax^2+bx+c\) rồi chọn khoảng làm bất phương trình đúng. Với dạng tích/thương: chuyển hết về một vế so với \(0\), phân tích rồi lập bảng xét dấu chung (nhớ mẫu \(\ne0\)).

Ví dụ 2. Giải \(-x^2+2x+3<0\).

Lời giải. Tam thức \(-x^2+2x+3\) có nghiệm \(x=-1,\ x=3\), \(a=-1<0\) nên nó âm khi \(x\) nằm ngoài đoạn \([-1;3]\).

\(S=(-\infty;-1)\cup(3;+\infty)\).

A3. Bất phương trình quy về bậc hai

Chứa \(|\cdot|\) và chứa căn
Giá trị tuyệt đối: \(|A|B\Leftrightarrow A<-B\) hoặc \(A>B\); hoặc phá dấu theo từng khoảng.
Chứa căn — luôn đặt điều kiện xác định và xét dấu vế còn lại trước khi bình phương: \[\sqrt{A}0\\ A

Ví dụ 3. Giải \(\sqrt{x^2-3x-10}

Lời giải. Tương đương hệ \(\begin{cases}x^2-3x-10\ge0\\ x-2>0\\ x^2-3x-10<(x-2)^2\end{cases}\Leftrightarrow\begin{cases}x\le-2\text{ hoặc }x\ge5\\ x>2\\ x<14\end{cases}\)

Giao ba điều kiện: \(5\le x<14\), tức \(S=[5;14)\).

A4. Tham số: nghiệm đúng \(\forall x\) / vô nghiệm

Bảng điều kiện (với \(a\ne0\))
\[f(x)>0\ \forall x\Leftrightarrow\begin{cases}a>0\\\Delta<0\end{cases};\qquad f(x)\ge0\ \forall x\Leftrightarrow\begin{cases}a>0\\\Delta\le0\end{cases};\] \[f(x)<0\ \forall x\Leftrightarrow\begin{cases}a<0\\\Delta<0\end{cases};\qquad f(x)\le0\ \forall x\Leftrightarrow\begin{cases}a<0\\\Delta\le0\end{cases}.\] Chuyển “vô nghiệm”: “\(f(x)>0\) vô nghiệm” \(\Leftrightarrow f(x)\le0\ \forall x\); “\(f(x)<0\) vô nghiệm” \(\Leftrightarrow f(x)\ge0\ \forall x\).

Ví dụ 4. Tìm \(m\) để \(x^2+(2m+1)x+m^2+3>0\) nghiệm đúng với mọi \(x\).

Lời giải. \(a=1>0\) cố định, cần \(\Delta<0\): \(\Delta=(2m+1)^2-4(m^2+3)=4m-11<0\Leftrightarrow m<\dfrac{11}{4}\).

Vậy \(m<\dfrac{11}{4}\).

Bốn điểm dễ sai của bài

Ghi nhớ để tránh mất điểm
  • Dấu tam thức phụ thuộc cả \(a\) lẫn \(\Delta\): khi \(\Delta<0\) tam thức giữ nguyên dấu của \(a\), không phải “luôn dương”.
  • Tam thức vô nghiệm \((\Delta<0)\), \(a>0\) thì \(ax^2+bx+c>0\ \forall x\Rightarrow S=\mathbb R\) — không phải “vô nghiệm”.
  • Hệ số bậc hai chứa tham số: phải xét riêng \(a=0\) (khi đó \(f\) là nhị thức bậc nhất) — lỗi phổ biến nhất.
  • Bất phương trình chứa căn: đặt điều kiện xác định và xét dấu vế phải trước khi bình phương; chú ý đầu mút đóng/mở.

Dạng 1 — Xét dấu tam thức bậc hai

Phương pháp
Tìm nghiệm của \(ax^2+bx+c=0\) và dấu hệ số \(a\), rồi lập bảng xét dấu theo định lí (“trong trái, ngoài cùng” khi \(\Delta>0\)).

Luyện tập 1.1. Xét dấu \(f(x)=2x^2-5x+3\).

\(x\)\(-\infty\)\(1\)\(\tfrac32\)\(+\infty\)
\(f(x)\)\(+\)0\(-\)0\(+\)

\(f(x)>0\) khi \(x<1\) hoặc \(x>\dfrac32\); \(f(x)<0\) khi \(1

Luyện tập 1.2. \(f(x)=-x^2+4x-4=-(x-2)^2\), \(a<0\), nghiệm kép \(x=2\): \(f(x)<0\ \forall x\ne2\), \(f(2)=0\).

Luyện tập 1.3. \(f(x)=(2x-1)(-x+3)=-2x^2+7x-3\), nghiệm \(\dfrac12;3\), \(a<0\): \(f(x)>0\) khi \(\dfrac123\).

Dạng 2 — Giải bất phương trình bậc hai

Phương pháp
Chuyển về so tam thức với \(0\), xét dấu rồi chọn khoảng. Lưu ý \(\Delta<0\) (tập nghiệm là \(\mathbb R\) hoặc \(\varnothing\)) và \(\Delta=0\) (nghiệm kép).

Luyện tập 2.1. \(x^2-5x+6\le0\): nghiệm \(2;3\), \(a>0\) nên \(\le0\) trong đoạn hai nghiệm. \(S=[2;3]\).

Luyện tập 2.2. \(-2x^2+3x+5>0\Leftrightarrow 2x^2-3x-5<0\); nghiệm \(-1;\dfrac52\), \(a>0\): \(S=\left(-1;\dfrac52\right)\).

Luyện tập 2.3. \(3x^2+x+1<0\): \(\Delta=1-12=-11<0\), \(a>0\) nên tam thức luôn dương. Bất phương trình vô nghiệm: \(S=\varnothing\).

Chú ý
Đừng nhầm “tam thức luôn dương” với “bất phương trình \(<0\) có nghiệm”: ở LT 2.3 tập nghiệm là rỗng.

Dạng 3 — Quy về bậc hai (căn / GTTĐ)

Phương pháp
GTTĐ: dùng \(|A|B\Leftrightarrow A<-B\vee A>B\), hoặc phá dấu theo khoảng. Căn: đặt điều kiện xác định, xét dấu vế còn lại rồi mới bình phương; vế đối chiếu có thể âm thì chia trường hợp.

Luyện tập 3.1. \(2x^2-|5x-3|<0\Leftrightarrow 2x^2<|5x-3|\). Phá dấu theo hai trường hợp \(x\ge\dfrac35\) và \(x<\dfrac35\): \(S=\left(-3;\dfrac12\right)\cup\left(1;\dfrac32\right)\).

Luyện tập 3.2. \(\sqrt{x^2+x-12}<8-x\Leftrightarrow\begin{cases}x^2+x-12\ge0\\ 8-x>0\\ 17x<76\end{cases}\): \(S=(-\infty;-4]\cup\left[3;\dfrac{76}{17}\right)\).

Luyện tập 3.3. \(\sqrt{x^2-3x-10}>x-2\) (điều kiện \(x\le-2\vee x\ge5\)); chia theo dấu \(x-2\): \(S=(-\infty;-2]\cup(14;+\infty)\).

Dạng 4 — Tham số (trọng tâm)

Phương pháp
Đưa về \(f(x)=ax^2+bx+c\) giữ nguyên một dấu \(\forall x\). Xét riêng \(a=0\) nếu hệ số bậc hai chứa tham số; với \(a\ne0\) dùng bảng điều kiện ở A4.

Luyện tập 4.1. \(3x^2+2(m-1)x+m+4>0\ \forall x\): \(a=3>0\) cố định, cần \(\Delta'=(m-1)^2-3(m+4)=m^2-5m-11<0\): \(\dfrac{5-\sqrt{69}}{2}

Luyện tập 4.2. \(x^2+(m+1)x+2m+7>0\ \forall x\): cần \(\Delta=m^2-6m-27<0\Leftrightarrow(m+3)(m-9)<0\): \(-3

Luyện tập 4.3. \((m+2)x^2-2(m-1)x+4<0\) vô nghiệm \(\Leftrightarrow(m+2)x^2-2(m-1)x+4\ge0\ \forall x\). Xét \(m=-2\) (loại), \(m\ne-2\) cần \(m+2>0,\ \Delta'=(m-7)(m+1)\le0\): \(m\in[-1;7]\).

Chú ý
Ở LT 4.3, quên xét \(m=-2\) (biểu thức thành \(6x+4\) đổi dấu) là bỏ sót — luôn kiểm tra \(a=0\) trước.

Dạng 5 — Bài toán thực tế

Phương pháp
Đặt ẩn, lập bất phương trình bậc hai theo mô hình (độ cao, diện tích, lợi nhuận…), giải rồi đối chiếu điều kiện thực tế và trả lời theo ngữ cảnh.

Luyện tập 5.1. Bóng ném lên có độ cao \(h(t)=-5t^2+20t+1\) (m). Khi nào \(h(t)\ge16\)? \(-5t^2+20t-15\ge0\Leftrightarrow t^2-4t+3\le0\): \(1\le t\le3\) (giây).

Luyện tập 5.2. Mảnh đất chu vi \(80\) m, chiều dài \(x\); diện tích \(x(40-x)\ge375\Leftrightarrow x^2-40x+375\le0\): \(x\in[15;25]\) (m).

Luyện tập 5.3. Lợi nhuận \(P(x)=-x^2+120x-2000\) (nghìn đồng). Có lãi khi \(P(x)>0\Leftrightarrow x^2-120x+2000<0\Leftrightarrow 20bán từ \(21\) đến \(99\) sản phẩm.

Ghi nhớ

Chốt lại bài học
  • Dấu tam thức theo định lí: \(\Delta<0\) cùng dấu \(a\); \(\Delta=0\) cùng dấu \(a\) trừ nghiệm kép; \(\Delta>0\) “trong trái, ngoài cùng”.
  • Giải BPT bậc hai: xét dấu tam thức rồi chọn khoảng; kết luận tập nghiệm \(S\) rõ đầu mút, chú ý \(S=\mathbb R\) hay \(\varnothing\).
  • Quy về bậc hai: căn phải đặt ĐKXĐ + xét dấu vế phải trước khi bình phương; GTTĐ tách trường hợp.
  • Tham số: hệ số bậc hai chứa tham số phải xét riêng \(a=0\); “vô nghiệm” đổi sang “BPT ngược đúng \(\forall x\)”.

Hết Chương II. Bất đẳng thức và bất phương trình — chuẩn bị Chương III.

Về nhà

Nhiệm vụ của em
  1. Làm Phiếu bài tập số 1 (10 bài, theo bài giảng): C2B7-C-PhieuBaiTap.pdf
  2. Làm Phiếu bài tập về nhà số 2 (kèm QR đáp án): C2B7-C-PhieuBaiTap2.pdf
  3. Làm Bài kiểm tra tương tác online (trắc nghiệm + đúng/sai + kéo thả): /T10/LuyenTap/C2B7.html
Toàn bộ tài liệu bài học (dành cho giáo viên)

Hết Chương II — hẹn gặp lại ở Chương III!