Bài 1:
a) Vì đồ thị của hàm số song song với đường thẳng $y=3x+1$ nên $a=3.$
Thay tọa độ điểm $A(2;5)$ vào ta có: $5=3\times 2+b$ hay $b=-1.$
Hàm số cần tìm là $y=3x-1.$
b) Vì đồ thị hàm số đi qua $A(-1;2),~B(2;-3)$ nên ta có:
$\left\{\begin{array}{l}2=-a+b\\-3=2a+b\end{array}\right.$
Giải hệ trên ta được: $a=-\frac{5}{3},~b=\frac{1}{3}.$
Hàm số cần tìm là $y=-\frac{5}{3}x+\frac{1}{3}.$
c) Vì đồ thị hàm số có hệ số góc là 2 và cắt trục tung tại điểm có tung độ là 2 nên hàm số cần tìm là $y=2x+2.$
d) Vì đồ thị hàm số đi qua gốc tọa độ nên $b=0.$
Thay tọa độ điểm $A(-1;3)$ vào ta có: $3=a\times (-1)+0$ hay $a=-3.$
Hàm số cần tìm là $y=-3x.$
Bài 12.
a) Gọi phương trình của đường thẳng đi qua hai điểm $A(1;-2)$ và $B(2;1)$ là $y=ax+b$. Thay tọa độ của hai điểm vào phương trình ta có:
- Với điểm $A(1;-2)$: $-2=a\times 1+b$
- Với điểm $B(2;1)$: $1=a\times 2+b$
Giải hệ phương trình này ta tìm được $a=3$ và $b=-5$. Vậy phương trình của đường thẳng là $y=3x-5$.
b) Gọi phương trình của đường thẳng có hệ số góc là -2 và đi qua điểm $A(1;5)$ là $y=-2x+b$. Thay tọa độ của điểm $A$ vào phương trình ta có:
- Với điểm $A(1;5)$: $5=-2\times 1+b$
Giải phương trình này ta tìm được $b=7$. Vậy phương trình của đường thẳng là $y=-2x+7$.
c) Gọi phương trình của đường thẳng đi qua điểm $B(-1;8)$ và song song với đường thẳng $y=4x+3$ là $y=4x+b$. Thay tọa độ của điểm $B$ vào phương trình ta có:
- Với điểm $B(-1;8)$: $8=4\times (-1)+b$
Giải phương trình này ta tìm được $b=12$. Vậy phương trình của đường thẳng là $y=4x+12$.
d) Gọi phương trình của đường thẳng song song với đường thẳng $y=-x+5$ và cắt trục hoành tại điểm có hoành độ bằng 2 là $y=-x+b$. Vì đường thẳng này cắt trục hoành tại điểm có hoành độ bằng 2 nên khi $x=2$, $y=0$. Thay vào phương trình ta có:
- Với $x=2$, $y=0$: $0=-2+b$
Giải phương trình này ta tìm được $b=2$. Vậy phương trình của đường thẳng là $y=-x+2$.
Bài 13.
a) Để hai đường thẳng cắt nhau thì chúng phải có hệ số góc khác nhau. Do đó, ta có điều kiện:
\[ 2 \neq 2m + 1 \]
Giải bất phương trình này:
\[ 2 \neq 2m + 1 \]
\[ 2 - 1 \neq 2m \]
\[ 1 \neq 2m \]
\[ m \neq \frac{1}{2} \]
Vậy điều kiện để hai đường thẳng cắt nhau là \( m \neq \frac{1}{2} \).
b) Để hai đường thẳng song song với nhau thì chúng phải có hệ số góc bằng nhau nhưng hệ số tự do khác nhau. Do đó, ta có điều kiện:
\[ 2 = 2m + 1 \quad \text{và} \quad 3m \neq 2m - 3 \]
Giải phương trình đầu tiên:
\[ 2 = 2m + 1 \]
\[ 2 - 1 = 2m \]
\[ 1 = 2m \]
\[ m = \frac{1}{2} \]
Kiểm tra điều kiện hệ số tự do khác nhau:
\[ 3m \neq 2m - 3 \]
\[ 3 \left( \frac{1}{2} \right) \neq 2 \left( \frac{1}{2} \right) - 3 \]
\[ \frac{3}{2} \neq 1 - 3 \]
\[ \frac{3}{2} \neq -2 \]
Điều kiện này luôn đúng, nên điều kiện để hai đường thẳng song song là \( m = \frac{1}{2} \).
c) Để hai đường thẳng trùng nhau thì chúng phải có hệ số góc và hệ số tự do bằng nhau. Do đó, ta có điều kiện:
\[ 2 = 2m + 1 \quad \text{và} \quad 3m = 2m - 3 \]
Giải phương trình đầu tiên:
\[ 2 = 2m + 1 \]
\[ 2 - 1 = 2m \]
\[ 1 = 2m \]
\[ m = \frac{1}{2} \]
Kiểm tra điều kiện hệ số tự do bằng nhau:
\[ 3m = 2m - 3 \]
\[ 3 \left( \frac{1}{2} \right) = 2 \left( \frac{1}{2} \right) - 3 \]
\[ \frac{3}{2} = 1 - 3 \]
\[ \frac{3}{2} = -2 \]
Điều kiện này không thỏa mãn, nên không có giá trị nào của \( m \) để hai đường thẳng trùng nhau.
Tóm lại:
a) Điều kiện để hai đường thẳng cắt nhau là \( m \neq \frac{1}{2} \).
b) Điều kiện để hai đường thẳng song song là \( m = \frac{1}{2} \).
c) Không có giá trị nào của \( m \) để hai đường thẳng trùng nhau.
Bài 14.
Để đường thẳng $(d_1):~y=(m-1)x+2m+1$ cắt trục tung tại điểm có tung độ là -3, ta thay $x=0$ và $y=-3$ vào phương trình của đường thẳng $(d_1)$:
$-3 = (m-1) \cdot 0 + 2m + 1$
$-3 = 2m + 1$
$2m = -3 - 1$
$2m = -4$
$m = -2$
Vậy $m = -2$. Thay $m = -2$ vào phương trình của đường thẳng $(d_1)$, ta được:
$(d_1):~y=(-2-1)x+2(-2)+1$
$(d_1):~y=-3x-3$
Bây giờ, ta vẽ đồ thị của hàm số $y = -3x - 3$:
- Khi $x = 0$, $y = -3$. Vậy điểm $(0, -3)$ thuộc đồ thị.
- Khi $y = 0$, $0 = -3x - 3$. Giải phương trình này ta được $x = -1$. Vậy điểm $(-1, 0)$ thuộc đồ thị.
Đồ thị của hàm số $y = -3x - 3$ là đường thẳng đi qua hai điểm $(0, -3)$ và $(-1, 0)$.
Tiếp theo, ta tìm giao điểm của đường thẳng $(d_1):~y=-3x-3$ với đường thẳng $(d):~y=x+1$ bằng cách giải hệ phương trình:
$y = -3x - 3$
$y = x + 1$
Thay $y$ từ phương trình thứ hai vào phương trình thứ nhất:
$x + 1 = -3x - 3$
$x + 3x = -3 - 1$
$4x = -4$
$x = -1$
Thay $x = -1$ vào phương trình $y = x + 1$:
$y = -1 + 1 = 0$
Vậy giao điểm của hai đường thẳng là $(-1, 0)$. Điểm này nằm trên trục hoành.
Đáp số: $m = -2$, giao điểm là $(-1, 0)$.
Bài 15.
Để lập luận từng bước về hàm số $y = (2 - m)x + m + 1$, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Xác định dạng của hàm số:
Hàm số đã cho là $y = (2 - m)x + m + 1$. Đây là một hàm số bậc nhất, có dạng tổng quát là $y = ax + b$, trong đó $a = 2 - m$ và $b = m + 1$.
2. Xác định điều kiện của tham số m:
Điều kiện của tham số $m$ là $m \neq 2$. Điều này đảm bảo rằng hệ số $a = 2 - m$ không bằng 0, tức là $a \neq 0$. Nếu $a = 0$, hàm số sẽ không còn là hàm bậc nhất nữa.
3. Xác định tính chất của đường thẳng:
- Tính chất 1: Đường thẳng d luôn đi qua điểm cố định $(0, m + 1)$ vì khi $x = 0$, ta có $y = m + 1$.
- Tính chất 2: Hệ số góc của đường thẳng d là $a = 2 - m$.
- Nếu $m < 2$, thì $a > 0$, đường thẳng d sẽ có hướng đi lên (tăng dần).
- Nếu $m > 2$, thì $a < 0$, đường thẳng d sẽ có hướng đi xuống (giảm dần).
4. Lập luận về vị trí của đường thẳng:
- Khi $m = 0$, hàm số trở thành $y = 2x + 1$. Đường thẳng này đi qua điểm $(0, 1)$ và có hệ số góc là 2.
- Khi $m = 1$, hàm số trở thành $y = x + 2$. Đường thẳng này đi qua điểm $(0, 2)$ và có hệ số góc là 1.
- Khi $m = 3$, hàm số trở thành $y = -x + 4$. Đường thẳng này đi qua điểm $(0, 4)$ và có hệ số góc là -1.
5. Kết luận:
- Đường thẳng d luôn đi qua điểm $(0, m + 1)$.
- Hướng của đường thẳng d phụ thuộc vào giá trị của $m$. Nếu $m < 2$, đường thẳng d đi lên; nếu $m > 2$, đường thẳng d đi xuống.
Vậy, hàm số $y = (2 - m)x + m + 1$ có đồ thị là đường thẳng d, luôn đi qua điểm $(0, m + 1)$ và hướng của đường thẳng phụ thuộc vào giá trị của $m$.