Bài 2.6 trang 30 SGK Toán 10 tập 1 Kết nối tri thức

Bài 2.6 trang 30 SGK Toán 10 Tập 1 Kết nối tri thức: Một gia đình cần ít nhất 900 đơn vị protein và 400 đơn vị lipid trong thức ăn mỗi ngày. Mỗi kilôgam thịt bò chứa 800 đơn vị protein và 200 đơn vị lipid. Mỗi kilôgam thịt lợn chứa 600 đơn vị protein và 400 đơn vị lipid. Biết rằng gia đình này chỉ mua nhiều nhất là 1,6 kg thịt bò và 1,1 kg thịt lợn; giá tiền 1 kg thịt bò là 250 nghìn đồng; 1 kg thịt lợn là 160 nghìn đồng. Giả sử gia đình đó mua x kilôgam thịt bò và y kilôgam thịt lợn.

a) Viết các bất phương trình biểu thị các điều kiện của bài toán thành một hệ bất phương trình rồi xác định miền nghiệm của hệ đó.

b) Gọi F (nghìn đồng) là số tiền phải trả cho x kilôgam thịt bò và y kilôgam thịt lợn. Hãy biểu diễn F theo x và y.

c) Tìm số kilôgam thịt mỗi loại mà gia đình cần mua để chi phí là ít nhất.

Giải bài 2.6 trang 30 SGK Toán 10 Tập 1 Kết nối tri thức:

a) Vì gia đình này chỉ mua nhiều nhất là 1,6kg thịt bò và 1,1kg thịt lợn nên:

0 ≤ x ≤ 1,6; 0 ≤ y ≤ 1,1

Trong x kilôgam thịt bò và y kilôgam thịt lợn chứa số đơn vị protein là:

800x + 600y (đơn vị)

Do số đơn vị protein cần ít nhất là 900 đơn vị nên ta có:

800x + 600y ≥ 900 hay 8x + 6y ≥ 9

Trong x kilôgam thịt bò và y kilôgam thịt lợn chứa số đơn vị lipid là:

200x + 400y (đơn vị)

Do số đơn vị lipid cần ít nhất là 400 đơn vị nên ta có:

200x + 400y ≥ 400 hay x + 2y ≥ 2

Khi đó ta có hệ bất phương trình: 

Miền nghiệm của hệ bất phương trình là miền tứ giác ABCD với tọa độ các đỉnh là A(0,3; 1,1), B(0,6; 0,7), C(1,6; 0,2), D(1,6; 1,1).

b) Số tiền gia đình đó phải trả để mua x kilôgam thịt bò và y kilôgam thịt lợn là:

F(x; y) = 250x + 160y (nghìn đồng)

Vậy F(x; y) = 250x +  160y

c) Ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của F(x; y) khi (x; y) thỏa mãn hệ bất phương trình ở câu a.

Người ta đã chứng minh được để số tiền mua là ít nhất thì (x; y) sẽ là tọa độ của một trong bốn đỉnh của tứ giác ABCD.

Tính giá trị của F tại các đỉnh của tứ giác:

F(0,3; 1,1) = 250 . 0,3 + 160 . 1,1 = 251;

F(0,6; 0,7) = 250 . 0,6 + 160 . 0,7 = 262;

F(1,6; 0,2) = 250 . 1,6 + 160 . 0,2 = 432;

F(1,6; 1,1) = 250 . 1,6 + 160 . 1,1 = 576.

⇒ Giá trị nhỏ nhất cần tìm là F(0,3; 1,1) = 251.

Vậy để chi phí là ít nhất thì gia đình cần mua 0,3 kilôgam thịt bò và 1,1 kilôgam thịt lợn.