Giải mục I trang 44, 45 SGK Toán 10 tập 1 - Cánh diều

Hoạt động 1

a) Quan sát Hình 17 và cho biết dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) = {x^2} - 2x + 2\)

b) Quan sát Hình 18 và cho biết dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) =  - {x^2} + 4x - 5\)

c) Từ đó rút ra mối liên hệ về dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) = a{x^2} + bx + c\left( {a \ne 0} \right)\) với dấu của hệ số a trong trường hợp \(\Delta  < 0\).

Phương pháp giải:

a) \(a{x^2} + bx + c > 0\) ứng với phần parabol  \(y = a{x^2} + bx + c\) nằm phía trên trục hoành.

b) \(a{x^2} + bx + c < 0\) ứng với phần parabol  \(y = a{x^2} + bx + c\) nằm phía dưới trục hoành.

c) Rút ra nhận xét.

Lời giải chi tiết:

a) Ta thấy đồ thị nằm trên trục hoành nên \(f\left( x \right) = {x^2} - 2x + 2 > 0\).

b) Ta thấy đồ thị nằm dưới trục hoành nên \(f\left( x \right) =  - {x^2} + 4x - 5 < 0\).

c) Ta thấy \(f\left( x \right) = {x^2} - 2x + 2\) có hệ số a=1>0 và \(f\left( x \right) = {x^2} - 2x + 2 > 0\)

\(f\left( x \right) =  - {x^2} + 4x - 5\) có hệ số a=-1

Như thế, khi \(\Delta  < 0\) thì tam thức bậc hai \(f\left( x \right) = a{x^2} + bx + c\left( {a \ne 0} \right)\) cùng dấu với hệ số a.

Hoạt động 2

a) Quan sát Hình 19 và cho biết dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) = {x^2} + 2x + 1\)

b) Quan sát Hình 20 và cho biết dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) =  - {x^2} + 4x - 4\)

c) Từ đó rút ra mối liên hệ về dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) = a{x^2} + bx + c\left( {a \ne 0} \right)\) với dấu của hệ số a trong trường hợp \(\Delta  = 0\).

Phương pháp giải:

a) Xét giao điểm của đồ thị và trục hoành. Xét dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) = {x^2} + 2x + 1\).

b) Xét giao điểm của đồ thị và trục hoành. Xét dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) =  - {x^2} + 4x - 4\).

c) Rút ra nhận xét.

Lời giải chi tiết:

a) Từ đồ thị ta thấy \({x^2} + 2x + 1 \ge 0\forall x\)

Và \({x^2} + 2x + 1 > 0\forall x \in \mathbb{R}\backslash \left\{ { - 1} \right\}\)

b) Từ đồ thị ta thấy \( - {x^2} + 4x - 4 \le 0\forall x\)

Và \( - {x^2} + 4x - 4 < 0\forall x \in \mathbb{R}\backslash \left\{ { - 2} \right\}\)

c) Nếu \(\Delta  = 0\) thì \(f\left( x \right)\) cùng dấu với dấu của hệ số a, với mọi \(x \in \mathbb{R}\backslash \left\{ {\frac{{ - b}}{{2a}}} \right\}\)

Hoạt động 3

a) Quan sát Hình 21 và cho biết dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) = {x^2} + 3x + 2\) tùy theo các khoảng của x.

b) Quan sát Hình 22 và cho biết dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) =  - {x^2} + 4x - 3\) tùy theo các khoảng của x.

c) Từ đó rút ra mối liên hệ về dấu của tam thức bậc hai \(f\left( x \right) = a{x^2} + bx + c\left( {a \ne 0} \right)\) với dấu của hệ số tùy theo các khoảng của x trong trường hợp \(\Delta  > 0\).

Phương pháp giải:

a) Xét các khoảng \(\left( { - \infty ; - 2} \right);\left( { - 2; - 1} \right);\left( { - 1; + \infty } \right)\)

b) Xét các khoảng \(\left( { - \infty ;1} \right);\left( {1;3} \right);\left( {3; + \infty } \right)\)

c) Rút ra nhận xét.

Lời giải chi tiết:

a) Ta thấy trên \(\left( { - \infty ; - 2} \right)\): Đồ thị nằm trên trục hoành

=> \(f\left( x \right) = {x^2} + 3x + 2 > 0\)\(\forall x \in \left( { - \infty ; - 2} \right)\)

Trên \(\left( { - 2; - 1} \right)\): Đồ thị nằm dưới trục hoành

=> \(f\left( x \right) = {x^2} + 3x + 2 < 0\)\(\forall x \in \left( { - 2; - 1} \right)\)

Trên \(\left( { - 1; + \infty } \right)\): Đồ thị nằm trên trục hoành

=> \(f\left( x \right) = {x^2} + 3x + 2 > 0\)\(\forall x \in \left( { - 1; + \infty } \right)\)

b)

Trên \(\left( { - \infty ;1} \right)\): Đồ thị nằm dưới trục hoành

=> \(f\left( x \right) =  - {x^2} + 4x - 3 < 0\)\(\forall x \in \left( { - \infty ;1} \right)\)

Trên \(\left( {1;3} \right)\): Đồ thị nằm trên trục hoành

=> \(f\left( x \right) =  - {x^2} + 4x - 3 > 0\)\(\forall x \in \left( {1;3} \right)\)

Trên \(\left( {3; + \infty } \right)\): Đồ thị nằm dưới trục hoành

=> \(f\left( x \right) =  - {x^2} + 4x - 3 < 0\)\(\forall x \in \left( {3; + \infty } \right)\)

c) Nếu \(\Delta  > 0\) thì \(f\left( x \right)\) cùng dấu vưới hệ số a với mọi x thuộc các khoảng \(\left( { - \infty ;{x_1}} \right)\) và \(\left( {{x_2}; + \infty } \right)\); \(f\left( x \right)\) trái dấu với hệ số a với mọi x thuộc khoảng \(\left( {{x_1};{x_2}} \right)\), trong đó \({x_1},{x_2}\) là hai nghiệm của \(f\left( x \right)\) và \({x_1} < {x_2}\).