Giải SGK Toán 9 Bài 3 (Kết nối tri thức): Giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình

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

Bài toán mở đầu: Một vật có khối lượng 124 g và thể tích $15c{m}^3$ là hợp kim của đồng và kẽm. Tính xem trong đó có bao nhiêu gam đồng và bao nhiêu gam kẽm, biết rằng $1c{m}^3$ đồng nặng 8,9 g và $1c{m}^3$ kẽm nặng 7 g.

HĐ1 trang 21 Toán 9 Tập 1: Biểu thị khối lượng của vật qua x và y.

Lời giải:

Phương trình biểu thị khối lượng của vật qua x và y là $x+y=124.$

HĐ2 trang 21 Toán 9 Tập 1: Biểu thị thể tích của vật qua x và y.

Lời giải:

Thể tích của vật là $15c{m}^3$ nên ta có phương trình $\frac{x}{8,9}+\frac{y}{7}=15\left(c{m}^3\right).$

HĐ3 trang 21 Toán 9 Tập 1: Giải hệ gồm hai phương trình bậc nhất hai ẩn x,y nhận được ở hoạt động 1 và hoạt động 2. Từ đó trả lời câu hỏi ở Tình huống mở đầu.

Lời giải:

Qua hoạt động 1 và hoạt động 2, ta có hệ phương trình $\{\begin{array}{l}x+y=124\\ \frac{x}{8,9}+\frac{y}{7}=15\end{array}$

Từ phương trình đầu ta có $x=124-y$ thay vào phương trình thứ hai ta được $\frac{124-y}{8,9}+\frac{y}{7}=15$ nên $\frac{19}{623}y+\frac{1240}{89}=15$ hay $y=35.$

Với $y=35$ thì ta có $x=124-35=89.$

Vậy vật đó có 89 g đồng và 35 gam kẽm.

Luyện tập 1 trang 22 Toán 9 Tập 1: Một chiếc xe khách đi từ Thành phố Hồ Chí Minh đến Cần Thơ, quãng đường dài 170km. Sau khi xe khách xuất phát từ 1 giờ 40 phút, một chiếc xe tải bắt đầu đi từ Cần Thơ về Thành phố Hồ Chí Minh và gặp xe khách sau đó 40 phút. Tính vận tốc của mỗi xe, biết rằng mỗi giờ xe khách đi nhanh hơn xe tải 15km.

Hướng dẫn. Gọi $x\left(km/h\right)$ là vận tốc của xe tải và $y\left(km/h\right)$ là vận tốc xe khách $x,y>0.$ Chú ý rằng hai xe (đi ngược chiều) gặp nhau khi tổng quãng đường hai xe đã đi bằng 170 km.

Lời giải:

Gọi $x\left(km/h\right)$ là vận tốc của xe tải và $y\left(km/h\right)$ là vận tốc xe khách $x,y>0.$

Thời gian di chuyển của xe khách từ HCM đến điểm gặp nhau là 1 giờ 40 phút + 40 phút = 2 giờ 20 phút $=\frac{8}{3}$ (giờ) nên quãng đường xe khách đi được là $\frac{8}{3}.y\left(km\right).$

Thời gian di chuyển của xe tải từ Cần Thơ đến điểm gặp nhau là 40 phút $=\frac{2}{3}$ (giờ) nên quãng đường xe tải đi được là $\frac{2}{3}x\left(km\right).$

Vì hai xe di chuyển ngược chiều nên tổng quãng đường hai xe đi được chính là khoảng cách từ HCM đến Cần Thơ nên ta có phương trình: $\frac{8}{3}y+\frac{2}{3}x=170\left(km\right).$

Mỗi giờ xe khách đi nhanh hơn xe tải 15km nên ta có phương trình $y-x=15$

Từ đó ta có hệ phương trình: $\{\begin{array}{l}\frac{8}{3}y+\frac{2}{3}x=170\\ y-x=15\end{array}$

Từ phương trình thứ hai ta có $y=15+x$ thế vào phương trình đầu ta được $\frac{8}{3}\left(15+x\right)+\frac{2}{3}x=170$ suy ra $\frac{10}{3}x+40=170$ nên $x=39\left(t/m\right).$

Với $x=39$ ta có $y=15+39=54\left(t/m\right).$

Vậy vận tốc của xe tải là 39 km/h và vận tốc của xe khách là 54 km/h.

Luyện tập 2 trang 23 Toán 9 Tập 1: Hai vòi nước cùng chảy vào một bể không có nước thì bể sẽ đầy trong 1 giờ 20 phút. Nếu mở riêng vòi thứ nhất trong 10 phút và vòi thứ hai trong 12 phút thì chỉ được $\frac{2}{15}$ bể nước. Hỏi nếu mở riêng từng vòi thì thời gian để mỗi vòi chảy đầy bể nước là bao nhiêu phút?

Lời giải:

Gọi thời gian chảy đầy bể của vòi thứ nhất và vòi thứ hai lần lượt là $x;y$ giờ $\left(x,y>0\right).$

Một giờ vòi thứ nhất chảy được $\frac{1}{x}$ (bể).

Một giờ vòi thứ hai chảy được $\frac{1}{y}$ (bể).

Hai vòi nước cùng chảy vào một bể không có nước thì bể sẽ đầy trong 1 giờ 20 phút (1 giờ 20 phút $=\frac{4}{3}$ giờ) nên 1 giờ cả hai vòi chảy được $1:\frac{4}{3}=\frac{3}{4}$ (bể).

Nên ta có phương trình $\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{3}{4}.\left(1\right)$

Mở riêng vòi thứ nhất trong 10 phút (10 phút $=\frac{1}{6}$ giờ) thì vòi thứ nhất chảy được $\frac{1}{6}.\frac{1}{x}=\frac{1}{6x}$ (bể).

Vòi thứ hai trong 12 phút (12 phút $=\frac{1}{5}$ giờ) thì vòi thứ hai chảy được $\frac{1}{5}.\frac{1}{y}=\frac{1}{5y}$ (bể).

Thì hai vòi chảy được $\frac{2}{15}$ bể nước.

Nên ta có phương trình $\frac{1}{6x}+\frac{1}{5y}=\frac{2}{15}.\left(2\right)$

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình $\{\begin{array}{l}\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{3}{4}\\ \frac{1}{6x}+\frac{1}{5y}=\frac{2}{15}\end{array}$

Nhân cả hai vế của phương trình thứ nhất với $\frac{1}{5}$ ta được $\frac{1}{5x}+\frac{1}{5y}=\frac{3}{20}$, từ đó ta có hệ phương trình $\{\begin{array}{l}\frac{1}{5x}+\frac{1}{5y}=\frac{3}{20}\\ \frac{1}{6x}+\frac{1}{5y}=\frac{2}{15}\end{array}$

Trừ từng vế của hai phương trình ta được $\left(\frac{1}{5x}+\frac{1}{5y}\right)-\left(\frac{1}{6x}+\frac{1}{5x}\right)=\frac{3}{20}-\frac{2}{15}$ suy ra $\frac{1}{30x}=\frac{1}{60}$ nên $x=2\left(t/m\right).$

Với $x=2$ thay vào phương trình (1) ta được $\frac{1}{2}+\frac{1}{y}=\frac{3}{4}$ nên $y=4\left(t/m\right).$

Vậy vòi thứ nhất chảy riêng cần 2 giờ thì đầy bể, vòi thứ hai cần 4 giờ thì đầy bể.

Bài tập

Bài 1.15 trang 23 Toán 9 Tập 1: Tìm số tự nhiên N có hai chữ số, biết rằng tổng của hai chữ số đó bằng 12, và nếu viết hai chữ số đó theo thứ tự ngược lại thì được một số lớn hơn N là 36 đơn vị.

Lời giải:

Gọi chữ số N cần tìm có dạng $\overline{ab}\left(a,b\in \mathbb{N};0<a\le 9;0\le b\le 9\right)$

Tổng của hai chữ số đó bằng 12 nên ta có phương trình $a+b=12.$

Hai chữ số viết theo thứ tự ngược lại ta được số mới có dạng $\overline{ba}.$

Ta được số mới lớn hơn số đã cho là 36 đơn vị nên ta có phương trình $\overline{ba}-\overline{ab}=36$

Nên $10b+a-\left(10a+b\right)=36$ suy ra $9b-9a=36$ hay $b-a=4.$

Từ đó ta có hệ phương trình $\{\begin{array}{l}a+b=12\\ b-a=4\end{array}$

Cộng từng vế của hai phương trình ta có $\left(a+b\right)+\left(b-a\right)=12+4$ hay $2b=16$ nên $b=8\left(t/m\right).$

Thay $b=8$ vào phương trình thứ nhất ta có $a+8=12$ nên $a=4\left(t/m\right).$

Vậy số N cần tìm là 48

Bài 1.16 trang 23 Toán 9 Tập 1: Điểm số trung bình của một vận động viên bắn súng sau 100 lần bắn là 8,69 điểm. Kết quả cụ thể được ghi lại trong bảng sau, trong đó có hai ô bị mờ không đọc được (đánh dấu “?”):

Em hãy tìm lại các số bị mờ trong hai ô đó.

Lời giải:

Gọi số lần bắn đạt 8 điểm là x (lần), số lần bắn đạt 6 điểm là y (lần) $\left(x,y\in \mathbb{N}\right)$

Tổng số lần bắn là 100 lần nên ta có phương trình $25+42+x+15+y=100$ hay $x+y=18.$

Điểm trung bình của 100 lần bắn là 8,69 điểm nên ta có phương trình:

$\frac{10.25+9.42+8.x+7.15+6y}{100}=8,69$ hay $8x+6y=136.$

Từ đó ta có hệ phương trình $\{\begin{array}{l}x+y=18\\ 8x+6y=136\end{array}$ hay $\{\begin{array}{l}x+y=18\\ 4x+3y=68\end{array}$

Nhân cả hai vế của phương trình thứ nhất với 3 ta được $3x+3y=24$ nên ta có hệ phương trình $\{\begin{array}{l}3x+3y=54\\ 4x+3y=68\end{array}$

Trừ từng vế của hai phương trình ta được $\left(3x+3y\right)-\left(4x+3y\right)=54-68$ hay $-x=-14$ nên $x=14\left(t/m\right).$

Với $x=14$ thay vào phương trình đầu ta được $y=4\left(t/m\right).$

Vậy ta có bảng

Bài 1.17 trang 23 Toán 9 Tập 1: Năm ngoái, hai đơn vị sản xuất nông nghiệp thu hoạch được 3 600 tấn thóc. Năm nay, hai đơn vị thu hoạch được 4 095 tấn thóc. Hỏi năm nay, mỗi đơn vị thu hoạch được bao nhiêu tấn thóc, biết rằng năm nay, đơn vị thứ nhất làm vượt mức 15%, đơn vị thứ hai làm vượt mức 12% so với năm ngoái?

Hãy dùng máy tính cầm tay kiểm tra lại kết quả thu được.

Lời giải:

Gọi số thóc của hai đơn vị thu hoạch được trong năm ngoái lần lượt là x, y (tấn thóc) $\left(x,y>0\right)$

Năm ngoái, hai đơn vị sản xuất nông nghiệp thu hoạch được 3 600 tấn thóc nên ta có phương trình $x+y=3600$ (tấn thóc)

Năm nay đội thứ nhất làm vượt mức 15% so với năm ngoái nên năm nay đội sẽ thu hoạch được $115\mathrm{\%}x=1,15x$ (tấn thóc)

Đội thứ hai làm vượt mức 12% so với năm ngoái nên năm nay đội sẽ thu hoạch được $112\mathrm{\%}y=1,12y$ (tấn thóc)

Nên năm nay hai đội thu hoạch được 4 095 tấn thóc, ta có phương trình $1,5x+1,2y=4095$

Từ đó ta có hệ phương trình $\{\begin{array}{l}x+y=3600\\ 1,15x+1,12y=4095\end{array}$ hay $\{\begin{array}{l}x=2100\\ y=1500\end{array}\left(t/m\right)$

Vậy năm nay đội thứ nhất thu hoạch được $1,15.2100=2415$ tấn thóc.

Năm nay đội thứ hai thu hoạch được $1,12.1500=1680$ tấn thóc.

Bài 1.18 trang 23 Toán 9 Tập 1: Hai người thợ cùng làm một công việc trong 16 giờ thì xong. Nếu người thứ nhất làm trong 3 giờ và người thứ 2 làm trong 6 giờ thì chỉ hoàn thành được 25% công viêc. Hỏi nếu làm riêng thì mỗi người hoàn thành công việc trong bao lâu?

Lời giải:

Gọi thời gian hoàn thành công việc của hai người thợ lần lượt là x,y (giờ) $\left(x,y>0\right)$

1 giờ người thợ thứ nhất làm được $\frac{1}{x}$ công việc

1 giờ người thứ hai làm được $\frac{1}{y}$ công việc

Hai người thợ cùng làm một công việc trong 16 giờ thì xong nên một giờ hai người làm được $\frac{1}{16}$ (công việc).

Nên ta có phương trình $\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{1}{16}$

Người thứ nhất làm trong 3 giờ làm được $3.\frac{1}{x}=\frac{3}{x}$ công việc

Người thứ hai làm trong 6 giờ làm được $6.\frac{1}{y}=\frac{6}{y}$ công việc

Thì cả hai người hoàn thành được $25\mathrm{\%}=\frac{1}{4}$ công việc nên ta có phương trình $\frac{3}{x}+\frac{6}{y}=\frac{1}{4}$

Từ đó ta có hệ phương trình $\{\begin{array}{l}\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{1}{16}\\ \frac{3}{x}+\frac{6}{y}=\frac{1}{4}\end{array}$

Nhân cả hai vế của phương trình thứ nhất với 3 ta được $\frac{3}{x}+\frac{3}{y}=\frac{3}{16}$ từ đó ta có hệ phương trình $\{\begin{array}{l}\frac{3}{x}+\frac{3}{y}=\frac{3}{16}\\ \frac{3}{x}+\frac{6}{y}=\frac{1}{4}\end{array}$

Trừ từng vế của hai phương trình ta có $\left(\frac{3}{x}+\frac{3}{y}\right)-\left(\frac{3}{x}+\frac{6}{y}\right)=\frac{3}{16}-\frac{1}{4}$ hay $-\frac{3}{y}=-\frac{1}{16}$ nên $y=48\left(t/m\right).$

Thay $y=48$ vào phương trình đầu ta có $x=24\left(t/m\right).$

Vậy người thứ nhất cần làm trong 24 giờ, người thứ hai cần làm trong 48 giờ thì xong công việc.

Xem thêm các bài giải bài tập Toán lớp 9 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Luyện tập chung trang 19

Bài 3. Giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình

Bài tập cuối chương 1

Bài 4. Phương trình quy về phương trình bậc nhất một ẩn

Bài 5. Bất đẳng thức và tính chất

Luyện tập chung trang 36

Lý thuyết Giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình

Các bước giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình:

Ví dụ 1: Giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình

Hai xe cùng khởi hành một lúc ở hai tỉnh A và tỉnh B cách nhau 60km. Nếu đi ngược chiều thì gặp nhau sau 1 giờ; nếu đi cùng chiều thì xe đi nhanh sẽ đuổi kịp xe kia sau 3 giờ. Tìm vận tốc mỗi xe.

Lời giải:

Gọi x là vận tốc của xe đi nhanh, y là vận tốc của xe đi chậm ( $x,y>0;x>y$ và x, y tính bằng km/h).

Sau 1 giờ hai xe gặp nhau, nên ta có phương trình:

x + y = 60

Sau 3 giờ mỗi xe đi được 3x; 3y ( km) và gặp nhau, nên ta có phương trình:

3x – 3y = 60.

Vậy, ta có hệ phương trình:

$\begin{array}{l}\{\begin{array}{l}x+y=60\\ 3x-3y=60\end{array}\\ \{\begin{array}{l}3x+3y=180\\ 3x-3y=60\end{array}\end{array}$

$\{\begin{array}{l}x=40\\ y=20\end{array}$

($x=40;y=20$ thỏa mãn các điều kiện đã nêu)

Vậy xe đi nhanh có vận tốc $40(km/h)$, xe đi chậm có vận tốc $20(km/h)$.

Ví dụ 2: Giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình

Tìm một số có hai chữ số, biết rằng tổng của hai chữ số ấy bằng 12 và khi thay đổi thứ tự hai chữ số thì được một số lớn hơn số cũ là 18.

Lời giải:

Gọi x, y là các chữ số hàng chục và hàng đơn vị của số đã cho ($x\in \mathbb{N}$,$0<x\le 9$ ,$0\le x\le 9$)

Khi đó hai số có dạng $\overline{xy}=10x+y$ và $\overline{yx}=10y+x.$

Ta có hệ phương trình:

$\{\begin{array}{l}x+y=12\\ 10y+x-18=10x+y\end{array}$

$\{\begin{array}{l}x+y=12\\ x-y=2\end{array}$

$\{\begin{array}{l}x=5\\ y=7\end{array}$

Vậy số cần tìm là 57.