Zadanie 28 — matura 2018, maj

Zadanie 28 — matura 2018, maj. Matematyka podstawowa, F-2015. Treść zadania i rozwiązanie krok po kroku.

← Wszystkie zadania z matematyki
Zadanie 28
Matura 2018 · maj · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt
21%średni wynik CKE
Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających. Raport CKE ↗

Udowodnij, że dla dowolnych liczb dodatnich \(a\), \(b\) prawdziwa jest nierówność \(\frac{1}{2a}+\frac{1}{2b}\geq\frac{2}{a+b}\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Uwzględnienie warunków

Ponieważ a i b są dodatnie, wszystkie mianowniki są dodatnie. Możemy więc sprowadzić wyrażenia do wspólnego mianownika.

\[a>0,\quad b>0,\quad 2ab(a+b)>0\]

2 Obliczenie różnicy stron

Jeśli różnica lewej i prawej strony jest nieujemna, nierówność jest prawdziwa.

\[\frac{1}{2a}+\frac{1}{2b}-\frac{2}{a+b}=\frac{(a+b)^2-4ab}{2ab(a+b)}=\frac{(a-b)^2}{2ab(a+b)}\geq 0\]

Odpowiedź

Nierówność zachodzi dla wszystkich dodatnich a i b. Równość występuje wtedy i tylko wtedy, gdy a=b.

\[\frac{1}{2a}+\frac{1}{2b}\geq\frac{2}{a+b}\quad\text{dla }a,b>0\]

Sprawdzenie

Licznik otrzymanej różnicy jest kwadratem, więc jest nieujemny, a mianownik jest dodatni. Dla a=b obie strony wynoszą 1/a, co potwierdza warunek równości.

\[a=b\implies\frac{1}{2a}+\frac{1}{2b}=\frac{2}{a+b}=\frac{1}{a}\]