Zadanie 31 — matura 2022, sierpień

Zadanie 31 — matura 2022, sierpień. Matematyka podstawowa, F-2015. Treść zadania i rozwiązanie krok po kroku.

← Wszystkie zadania z matematyki
Zadanie 31
Matura 2022 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Wykaż, że dla każdej liczby rzeczywistej \(a\) różnej od \(0\) i każdej liczby rzeczywistej \(b\) różnej od \(0\) spełniona jest nierówność \(2a^2-4ab+5b^2>0\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Uzupełnienie do kwadratu

Zapisujemy wyrażenie jako sumę składników, których znaki łatwo ustalić.

\[2a^2-4ab+5b^2=2(a-b)^2+3b^2\]

2 Wykazanie dodatniości

Kwadrat liczby rzeczywistej jest nieujemny, a ponieważ \(b\neq 0\), mamy \(3b^2>0\). Cała suma jest więc dodatnia.

\[2(a-b)^2\geq 0,\qquad 3b^2>0\quad\Longrightarrow\quad 2a^2-4ab+5b^2>0\]

Odpowiedź

Nierówność zachodzi dla wszystkich podanych liczb \(a\) i \(b\).

\[2a^2-4ab+5b^2>0\]

Sprawdzenie

Po rozwinięciu kwadratu otrzymujemy wyjściowe wyrażenie. Warunek \(b\neq 0\) zapewnia ścisłą dodatniość nawet wtedy, gdy \(a=b\).

\[2(a-b)^2+3b^2=2a^2-4ab+2b^2+3b^2=2a^2-4ab+5b^2\]