Вернуться к содержанию учебника
Докажите, что:
а) значение выражения \(a^2+2a+2\) ни при каком значении переменной \(a\) не может быть отрицательным;
б) выражение \(2x^2-2xy+y^2\) при любых значениях \(x\) и \(y\) принимает неотрицательные значения.
а) \( a^2+2a+2=\)
\(=a^2+2a+1+1=\)
\( =(a+1)^2+1>0\).
б) \( 2x^2-2xy+y^2=\)
\( =x^2-2xy+y^2+x^2=\)
\( =(x-y)^2+x^2\ge0\).
Пояснения:
Используемые формулы и свойства:
Квадрат суммы двух выражений:
\[(a+b)^2=a^2+2ab+b^2\]
Квадрат суммы двух выражений:
\[(a-b)^2=a^2-2ab+b^2\]
Квадрат любого числа неотрицателен, то есть \((\dots)^2\ge0\).
а) Преобразуем выражение \(a^2+2a+2\), выделяя полный квадрат, для этого слагаемое \(2\) раскладываем на сумму двух единиц:
\(a^2+2a+2=a^2+2a+1+1.\)
Первые три слагаемых образуют квадрат суммы:
\(a^2+2a+1=(a+1)^2.\)
Получаем:
\[(a+1)^2+1.\]
Так как квадрат любого числа неотрицателен, \((a+1)^2\ge0\), то всё выражение больше либо равно 1, а значит никогда не бывает отрицательным.
б) Преобразуем выражение:
\[2x^2-2xy+y^2.\]
Сгруппируем слагаемые:
\[x^2-2xy+y^2+x^2.\]
Первые три слагаемых образуют квадрат разности:
\[x^2-2xy+y^2=(x-y)^2.\]
Тогда выражение принимает вид:
\[(x-y)^2+x^2.\]
Каждое из этих слагаемых — квадрат числа, а квадрат любого числа неотрицателен.
Сумма неотрицательных чисел также неотрицательна, значит данное выражение при любых \(x\) и \(y\) неотрицательно.
Вернуться к содержанию учебника