Mục lục khoá họcĐang ở M1-07
← Khoá Math
0/46 bài đã học xong
Đại số · Bài M1-07 · Bài 7/11 của chương · bài 11/46 của Toán

Systems with No Solution or Infinitely Many Solutions

Hệ vô nghiệm / vô số nghiệm — dạng ra đề ruột

Học xong bài này bạn làm được gì
Nhìn một hệ hai phương trình bậc nhất có tham số và trả lời ngay: một nghiệm, vô nghiệm, hay vô số nghiệm — không giải gì cả. Quan trọng hơn: tách được hai điều kiện luôn bị gộp nhầm — điều kiện về hệ số quyết định hai đường có song song không, điều kiện về hằng số quyết định giữa vô nghiệm và trùng nhau. Xử lý được trường hợp tham số nằm ở cả hai hệ số, khi đó điều kiện thành phương trình bậc hai và một trong hai nghiệm thường phải bị loại.

Bài này gỡ cho bạn chuyện gì

Đây là dạng ra đề ruột của cả chương Đại số: đề cho một hệ có chữ cái rồi hỏi giá trị nào làm hệ vô nghiệm hoặc vô số nghiệm. Câu này nằm ở nửa sau module, chỗ phân loại điểm, và nó không bắt bạn giải hệ — giải là mất hai phút rồi vẫn sai.

Toàn bộ nằm ở một câu, và đừng bao giờ gộp hai vế của nó làm một:

Hệ số quyết định hai đường có song song không. Hằng số quyết định giữa vô nghiệm (song song mà lệch) và vô số nghiệm (trùng nhau).

Cần nắm trước khi vào bài

Thuật ngữ của bài — cầm sẵn rồi hãy đọc

Thuật ngữ trong đềTiếng ViệtNhớ thế này
infinitely many solutionsvô số nghiệmmột phương trình là bội khác $0$ của phương trình kia
no solutionvô nghiệmhệ số tỉ lệ nhưng hằng số không tỉ lệ theo
coincident lineshai đường trùng nhaucùng một đường, viết bằng hai cách
constanthằng số$a$, $c$, $k$ — số cố định chưa biết, không phải ẩn
for how many valuescó bao nhiêu giá trịđề hỏi số lượng, không hỏi giá trị
must be truenhất thiết đúngcâu lập luận, không vẽ đồ thị được

Three pictures, and only three

Two lines in the plane can meet once, never, or everywhere.

The complete classification

For $\;a_1x+b_1y=c_1\;$ and $\;a_2x+b_2y=c_2$:

  • Exactly one solution: the lines have different slopes. Test: $a_1b_2-a_2b_1\neq0$.
  • No solution: same slope, different intercepts — distinct parallel lines. Test: $a_1b_2-a_2b_1=0$, while $a_1c_2-a_2c_1$ and $b_1c_2-b_2c_1$ are not both $0$.
  • Infinitely many solutions: the two equations describe the same line, i.e.\ one is a nonzero multiple of the other.

“Infinitely many solutions” is the strongest statement of the three: it forces every coefficient and the constant to scale by one common factor. Matching the $x$- and $y$-coefficients is only half the job.

Giải thích tiếng Việt

Đọc theo cách này, và đừng bao giờ gộp hai câu hỏi làm một:

  1. Hệ số quyết định hai đường có song song không.
  2. Hằng số quyết định giữa vô nghiệm (song song mà lệch) và vô số nghiệm (trùng nhau).

Học sinh mất điểm ở chủ đề này gần như luôn vì làm xong bước 1 rồi khoanh.

The safest way to write the condition

Ratios look natural but break when a coefficient is $0$. Multiply through instead.

Cross form, no division
  • Parallel or coincident: $a_1b_2=a_2b_1$.
  • Coincident (infinitely many): $a_1b_2=a_2b_1$ and $a_1c_2=a_2c_1$ and $b_1c_2=b_2c_1$.
  • No solution: $a_1b_2=a_2b_1$ and at least one of the other two equalities fails.

There is a faster habit for the “infinitely many” case: find the number that scales one whole equation into the other, then apply it to every term including the constant.

Ví dụ mẫu

For what value of the constant $c$ does the system $\;2x+5y=8\;$ and $\;6x+15y=c\;$ have infinitely many solutions?

Thử tự làm ra giấy trước đã.
Ví dụ mẫu

For what value of the constant $k$ does the system $\;3x+6y=12\;$ and $\;4x+ky=9\;$ have no solution?

Thử tự làm ra giấy trước đã.
Lỗi thường gặp

Cho hệ số tỉ lệ xong là kết luận “vô nghiệm” ngay. Phải kiểm hằng số: nếu nó cũng tỉ lệ theo đúng hệ số ấy thì đáp án là vô số nghiệm — ngược hẳn. Một dòng kiểm tra, và nó là dòng quyết định điểm.

Rewriting before comparing

If the two equations are written in different forms, put them in the same form first. Do not try to compare $y=4x+7$ with $2y=ax+14$ term by term.

Ví dụ mẫu

The system $\;y=4x+7\;$ and $\;2y=ax+14\;$ has infinitely many solutions. What is $a$?

Thử tự làm ra giấy trước đã.
Ví dụ mẫu

The system $\;ax+by=10\;$ and $\;3x+4y=5\;$ has infinitely many solutions, where $a$ and $b$ are constants. What is $a+b$?

Thử tự làm ra giấy trước đã.
Giải thích tiếng Việt

Mẹo nhanh nhất cho dạng “vô số nghiệm”: tìm hệ số nhân biến phương trình này thành phương trình kia. Hệ số nhân đó thường lộ ra ở cặp số dễ nhất — có khi ở hằng số, có khi ở hệ số của $x$. Tìm được rồi thì áp cho toàn bộ các số còn lại. Không cần lập tỉ lệ nào cả.

Ví dụ mẫu

The system $\;12x+15y=24\;$ and $\;4x+5y=c\;$ has no solution. What values can $c$ take?

Thử tự làm ra giấy trước đã.
Ví dụ mẫu

For how many values of the constant $k$ does the system $\;y=\tfrac32x-4\;$ and $\;3x-2y=k\;$ have exactly one solution?

Thử tự làm ra giấy trước đã.
Lỗi thường gặp

Đề hỏi “for how many values” mà bạn đi tìm giá trị rồi ghi $8$ — sai câu hỏi. Ở dạng này luôn tự hỏi lại: đề cần một con số, một tập giá trị, hay số lượng giá trị?

When the parameter sits in both coefficients

If the unknown constant appears in more than one place, the slope condition becomes a quadratic and can produce two candidates. Each candidate must be tested separately, because one of them often lands on “infinitely many” instead of “no solution”.

Ví dụ mẫu

The system $\;kx+3y=6\;$ and $\;4x+(k-1)y=8\;$ has no solution. What is the sum of all possible values of $k$?

Thử tự làm ra giấy trước đã.
Ví dụ mẫu

For what value of the constant $k$ does the system $\;x+ky=2\;$ and $\;kx+4y=k+2\;$ have infinitely many solutions?

Thử tự làm ra giấy trước đã.
Giải thích tiếng Việt

Bài vừa rồi là khuôn mẫu đáng thuộc: điều kiện hệ số ra hai giá trị, nhưng điều kiện hằng số chỉ giữ lại một. Ai giải phương trình bậc hai rồi ghi cả hai giá trị — hoặc ghi tổng của chúng — đều mất điểm. Luôn thay từng giá trị ngược vào hệ ban đầu.

Lỗi thường gặp

Chia hai vế cho tham số để lập tỉ lệ. Nếu tham số bằng $0$ thì phép chia đó không hợp lệ, và trường hợp $0$ lại chính là trường hợp đề nhắm tới. Dùng dạng nhân chéo $a_1b_2=a_2b_1$, không bao giờ có mẫu số.

Must-be-true, in reverse

Some questions give the conclusion and ask for the condition. The work is identical, only the direction changes.

Reading the four standard phrasings
  • “has no solution” $\;\rightarrow\;$ slopes equal, constants not proportional.
  • “has infinitely many solutions” $\;\rightarrow\;$ one equation is a multiple of the other.
  • “has exactly one solution” $\;\rightarrow\;$ slopes different.
  • “has at least one solution” $\;\rightarrow\;$ everything except the no-solution case.
Ví dụ mẫu

The system $\;ax+3y=6\;$ and $\;2x+by=5\;$ has no solution, where $a$ and $b$ are nonzero constants. Which relation must hold between $a$ and $b$?

Thử tự làm ra giấy trước đã.

Ba chỗ mất điểm của dạng này

Cho hệ số tỉ lệ xong là kết luận "vô nghiệm" ngay

Phải kiểm hằng số. Nếu nó cũng tỉ lệ theo đúng hệ số ấy thì đáp án là vô số nghiệm — ngược hẳn. Một dòng kiểm tra, và nó là dòng quyết định điểm.

Chia hai vế cho tham số để lập tỉ lệ

Nếu tham số bằng $0$ thì phép chia không hợp lệ — mà trường hợp $0$ lại chính là trường hợp đề nhắm tới. Dùng dạng nhân chéo $a_1b_2 = a_2b_1$, không bao giờ có mẫu số.

Trả lời giá trị khi đề hỏi số lượng giá trị

"For how many values of $k$…" mà bạn đi tìm $k$ rồi ghi $8$ là sai câu hỏi. Luôn tự hỏi lại: đề cần một con số, một tập giá trị, hay số lượng giá trị?

Tự kiểm tra — chữa ngay tại chỗ

Câu 1
For what value of the constant $c$ does the system $2x + 5y = 8$ and $6x + 15y = c$ have infinitely many solutions?
  1. $8$
  2. $16$
  3. $24$
  4. $48$
Chọn một phương án rồi bấm Kiểm tra.
Câu 2
For what value of the constant $k$ does the system $3x + 6y = 12$ and $4x + ky = 9$ have no solution?
  1. $6$
  2. $8$
  3. $9$
  4. $12$
Chọn một phương án rồi bấm Kiểm tra.
Câu 3
The system $ax + by = 10$ and $3x + 4y = 5$ has infinitely many solutions, where $a$ and $b$ are constants. What is the value of $a + b$?
Gõ đáp số rồi bấm Kiểm tra.

Tóm tắt bỏ túi

  • Hệ số quyết định song song hay không. Hằng số quyết định vô nghiệm hay vô số nghiệm. Hai câu hỏi tách rời.
  • Vô số nghiệm là phát biểu mạnh nhất: mọi hệ số hằng số cùng nhân một hệ số chung.
  • Tìm hệ số nhân trước rồi áp cho cả phương trình — nhanh hơn lập ba tỉ lệ.
  • Dùng nhân chéo $a_1b_2 = a_2b_1$, không dùng phân số: nó đúng cả khi tham số bằng $0$.
  • Cho hệ số tỉ lệ xong phải kiểm hằng số — thiếu dòng đó là mất điểm ở đúng chỗ đề nhắm.
  • Nếu điều kiện hệ số ra hai giá trị thì điều kiện hằng số thường chỉ giữ lại một. Thay từng giá trị vào để loại.
  • Đọc kỹ đề hỏi một giá trị, tập giá trị, hay số lượng giá trị.

Làm bài tập của bài này

Bộ M1-07 — 21 câu, chấm ngay trên máy, có đáp án từng câu. Vài câu đầu ở mức nền tảng để chắc tay, phần còn lại từ mức đề thật trở lên.

4 dễ8 khó9 rất khó