🧮 Phương pháp Giải Phương Trình

Nền tảng của rất nhiều bài toán Đại số

1. Định nghĩa Phương trình

Một phương trình là một đẳng thức toán học, chứa một hoặc nhiều biến số (còn gọi là ẩn số).

Giải một phương trình là quá trình tìm tất cả các giá trị của biến số để đẳng thức xảy ra. Các giá trị này được gọi là nghiệm của phương trình.

  • Ví dụ: Trong phương trình $x + 5 = 8$, $x$ là biến số.
  • Giá trị $x=3$ làm cho đẳng thức đúng ($3+5=8$), vậy $x=3$ là một nghiệm của phương trình.

2. Các Phép Biến Đổi Tương Đương

Để giải phương trình, chúng ta sử dụng các phép biến đổi tương đương để đưa phương trình về dạng đơn giản hơn mà vẫn giữ nguyên tập hợp nghiệm. Có hai quy tắc chính:

Quy tắc Chuyển vế

Bạn có thể chuyển một hạng tử từ vế này sang vế kia của phương trình, nhưng phải đổi dấu của hạng tử đó.

Tổng quát: $A + B = C \iff A = C - B$

Ví dụ: $x + 5 = 8 \iff x = 8 - 5$

Quy tắc Nhân, Chia

Bạn có thể nhân hoặc chia cả hai vế của phương trình với cùng một số khác 0.

Tổng quát: $A = B \iff A \times C = B \times C$ (với $C \neq 0$)

Ví dụ: $3x = 12 \iff \frac{3x}{3} = \frac{12}{3} \iff x = 4$

3. Các Loại Phương Trình & Cách Giải

a. Phương trình bậc nhất một ẩn

Dạng tổng quát: $ax + b = 0$ (với $a \neq 0$).

Cách giải:

  1. Sử dụng quy tắc chuyển vế để chuyển $b$ sang vế phải: $ax = -b$.
  2. Sử dụng quy tắc chia để chia cả hai vế cho $a$: $x = -\frac{b}{a}$.

Ví dụ: Giải phương trình $2x - 8 = 0$.

$2x = 8$
$x = \frac{8}{2}$
$x = 4$

b. Phương trình bậc hai một ẩn

Dạng tổng quát: $ax^2 + bx + c = 0$ (với $a \neq 0$).

Cách giải (Dùng công thức nghiệm):

  1. Tính biệt thức Delta: $\Delta = b^2 - 4ac$.
  2. Biện luận nghiệm dựa trên $\Delta$:
    • Nếu $\Delta < 0$: Phương trình vô nghiệm.
    • Nếu $\Delta = 0$: Phương trình có nghiệm kép $x_1 = x_2 = -\frac{b}{2a}$.
    • Nếu $\Delta > 0$: Phương trình có hai nghiệm phân biệt $x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}$.

Ví dụ: Giải phương trình $x^2 - 5x + 6 = 0$.

Ở đây $a=1, b=-5, c=6$.
$\Delta = (-5)^2 - 4(1)(6) = 25 - 24 = 1 > 0$.
Phương trình có hai nghiệm phân biệt:
$x_1 = \frac{-(-5) + \sqrt{1}}{2(1)} = \frac{5+1}{2} = 3$.
$x_2 = \frac{-(-5) - \sqrt{1}}{2(1)} = \frac{5-1}{2} = 2$.

c. Phương trình chứa ẩn ở mẫu

Cách giải:

  1. Tìm Điều kiện xác định (ĐKXĐ) của phương trình (các giá trị của ẩn làm cho tất cả các mẫu khác 0).
  2. Quy đồng mẫu hai vế rồi khử mẫu.
  3. Giải phương trình vừa nhận được.
  4. Đối chiếu các nghiệm tìm được với ĐKXĐ để kết luận nghiệm của phương trình.

Ví dụ: Giải phương trình $\frac{x+2}{x-2} - \frac{1}{x} = \frac{2}{x(x-2)}$.

ĐKXĐ: $x \neq 0$ và $x-2 \neq 0 \implies x \neq 0, x \neq 2$.
Khử mẫu: $x(x+2) - 1(x-2) = 2$.
$x^2 + 2x - x + 2 = 2$.
$x^2 + x = 0 \implies x(x+1) = 0$.
Ta được $x=0$ hoặc $x=-1$.
Đối chiếu ĐKXĐ, ta loại nghiệm $x=0$. Vậy nghiệm của phương trình là $x=-1$.

d. Phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối

Dạng cơ bản: $|A| = B$ (với $B \ge 0$).

Cách giải:

Phương trình $|A| = B$ tương đương với hai trường hợp:

  1. $A = B$
  2. $A = -B$

Ví dụ: Giải phương trình $|2x - 1| = 5$.

Ta có hai trường hợp:
1) $2x - 1 = 5 \implies 2x = 6 \implies x=3$.
2) $2x - 1 = -5 \implies 2x = -4 \implies x=-2$.
Vậy phương trình có hai nghiệm là $x=3$ và $x=-2$.

4. Sai lầm thường gặp 🧐

  • Quên đổi dấu khi chuyển vế: Đây là lỗi sai kinh điển.
    Ví dụ sai: $x + 7 = 10 \implies x = 10 + 7$ (Sai)
    Đúng: $x + 7 = 10 \implies x = 10 - 7 = 3$ (Đúng)

  • Quên tìm hoặc quên đối chiếu Điều kiện xác định (ĐKXĐ):
    Lỗi: Khi giải phương trình chứa ẩn ở mẫu, tìm được nghiệm nhưng nghiệm đó vi phạm ĐKXĐ mà vẫn kết luận là nghiệm.

  • Làm mất nghiệm khi chia cho biến:
    Ví dụ: Giải phương trình $x^2 = 3x$.
    Cách giải sai (làm mất nghiệm): Chia cả hai vế cho $x$, ta được $x=3$. Cách này làm mất nghiệm $x=0$.
    Cách giải đúng: Chuyển vế và đặt nhân tử chung: $$ x^2 - 3x = 0 \implies x(x - 3) = 0 $$ Vậy, $x=0$ hoặc $x=3$.

5. Bài tập cơ bản ✏️

Bài 1

Giải phương trình: $5x + 3 = 28$

Đáp án:
$5x = 28 - 3 \implies 5x = 25 \implies x = 5$
Bài 2

Giải phương trình: $4(y - 3) = 16$

Đáp án:
$y - 3 = \frac{16}{4} \implies y - 3 = 4 \implies y = 4 + 3 \implies y = 7$
Bài 3

Giải phương trình: $9z - 8 = 5z + 12$

Đáp án:
$9z - 5z = 12 + 8 \implies 4z = 20 \implies z = 5$

6. Bài tập nâng cao 🚀

Bài 1: Phương trình bậc hai

Tìm các nghiệm của phương trình: $x^2 - x - 12 = 0$

Đáp án:
Phương trình này có thể giải bằng cách phân tích thành nhân tử.
Ta cần tìm hai số có tổng là $-1$ và tích là $-12$. Hai số đó là $-4$ và $3$.
Vậy: $(x - 4)(x + 3) = 0$
Nghiệm của phương trình là $x=4$ và $x=-3$.
Bài 2: Phương trình chứa giá trị tuyệt đối

Giải phương trình: $|2x - 3| = 7$

Đáp án:
Phương trình giá trị tuyệt đối tương đương với hai trường hợp:
1. $2x - 3 = 7 \implies 2x = 10 \implies x = 5$
2. $2x - 3 = -7 \implies 2x = -4 \implies x = -2$
Vậy phương trình có hai nghiệm là $x=5$ và $x=-2$.
Bài 3: Phương trình chứa ẩn ở mẫu

Giải phương trình: $\frac{x}{x-1} - \frac{2}{x+1} = \frac{x-3}{x^2-1}$

Đáp án:
1. Phân tích mẫu và tìm ĐKXĐ:
Mẫu $x^2-1 = (x-1)(x+1)$.
ĐKXĐ: $x-1 \neq 0$ và $x+1 \neq 0 \implies x \neq 1$ và $x \neq -1$.
2. Quy đồng và khử mẫu:
$\frac{x(x+1)}{(x-1)(x+1)} - \frac{2(x-1)}{(x-1)(x+1)} = \frac{x-3}{(x-1)(x+1)}$
$\implies x(x+1) - 2(x-1) = x-3$
3. Giải phương trình:
$x^2 + x - 2x + 2 = x-3$
$x^2 - x + 2 = x-3$
$x^2 - 2x + 5 = 0$
4. Kiểm tra nghiệm của phương trình bậc hai:
Tính $\Delta' = (-1)^2 - 1(5) = 1 - 5 = -4$.
Vì $\Delta' < 0$, phương trình $x^2 - 2x + 5 = 0$ vô nghiệm.
5. Kết luận: Phương trình ban đầu vô nghiệm.