Zadanie 29 — matura 2015, czerwiec

Zadanie 29 — matura 2015, czerwiec. Matematyka podstawowa, F-2015. Treść zadania i rozwiązanie krok po kroku.

← Wszystkie zadania z matematyki
Zadanie 29
Matura 2015 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Udowodnij, że dla dowolnych liczb rzeczywistych \(x\), \(y\) prawdziwa jest nierówność \(3x^2+5y^2-4xy\geq 0\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Przedstawienie jako sumy kwadratów

Uzupełniamy wyrażenie do kwadratu, aby móc skorzystać z nieujemności kwadratów liczb rzeczywistych.

\[3x^2+5y^2-4xy=(x-2y)^2+2x^2+y^2\]

2 Wykazanie nierówności

Każdy składnik otrzymanej sumy jest nieujemny dla liczb rzeczywistych, więc cała suma jest nieujemna.

\[(x-2y)^2+2x^2+y^2\geq 0\]

Odpowiedź

Nierówność jest prawdziwa dla wszystkich liczb rzeczywistych x i y. Równość zachodzi tylko dla x=y=0.

\[3x^2+5y^2-4xy\geq 0\]

Sprawdzenie

Po rozwinięciu kwadratu otrzymujemy wyjściowe wyrażenie. Suma jest równa zeru tylko wtedy, gdy x=0 i y=0; po podstawieniu rzeczywiście otrzymujemy 0.

\[(x-2y)^2+2x^2+y^2=x^2-4xy+4y^2+2x^2+y^2=3x^2+5y^2-4xy\]