Вернуться к содержанию учебника
Докажите, что при любых \(x\):
а) трёхчлен \(x^2-3x+200\) принимает положительные значения;
б) трёхчлен \(-x^2+22x-125\) принимает отрицательные значения;
в) трёхчлен \(x^2-16x+64\) принимает неотрицательные значения;
г) трёхчлен \(10x-x^2-25\) принимает неположительные значения.
а) \(x^2-3x+200=\)
\(=(x^2-3x+1,5^2)+200-1,5^2=\)
\(=(x-1,5)^2+200-2,25=\)
\(=(x-1,5)^2+197,75>0\).
б) \(-x^2+22x-125=\)
\(=-(x^2-22x+125)=\)
\(=-(x^2-22x+121)-4=\)
\(=-(x-11)^2-4<0\).
в) \(x^2-16x+64=\)
\(=(x^2-16x+64)=\)
\(=(x-8)^2\ge 0\).
г) \(10x-x^2-25=\)
\(=-(x^2-10x+25)=\)
\(=-(x-5)^2\le 0\).
Пояснения:
Используемые правила и приёмы:
1) Квадрат любого числа неотрицателен:
\[(a^2\ge 0)\ \text{для любого}\ a.\]
2) Разность квадратов двух выражений:
\[a^2-2ab+b^2=(a-b)^2.\]
3) Если к неотрицательному выражению прибавить положительное число, получится положительное выражение:
\[a\ge 0,\ c>0 \Rightarrow a+c>0.\]
4) Если взять минус от неотрицательного выражения, получится неположительное выражение:
\[a\ge 0 \Rightarrow -a\le 0.\]
а) Выделим полный квадрат, добавив и вычтя \(1,5^2\):
\[x^2-3x+200=(x-1,5)^2+197,75.\]
Квадрат \((x-1,5)^2\ge 0\), а число \(197,75>0\), значит сумма строго больше нуля при любом \(x\):
\[(x-1,5)^2+197,75>0.\]
Следовательно, трёхчлен всегда положителен.
б) Вынесем минус и выделим полный квадрат:
\[-x^2+22x-125=-(x^2-22x+125).\]
Теперь внутри скобок выделим квадрат \((x-11)^2\), для этого используем \(121=11^2\):
\[x^2-22x+125=(x^2-22x+121)+4=(x-11)^2+4.\]
Тогда:
\[-x^2+22x-125=-((x-11)^2+4)=-(x-11)^2-4.\]
Так как \((x-11)^2\ge 0\), то \(-(x-11)^2\le 0\), и ещё дополнительно вычитается \(4\). Поэтому выражение строго отрицательно при любом \(x\):
\[-(x-11)^2-4<0.\]
в) Это полный квадрат:
\[x^2-16x+64=(x-8)^2.\]
Квадрат любого числа неотрицателен, значит:
\((x-8)^2\ge 0\) при любом \(x.\)
Следовательно, трёхчлен принимает неотрицательные значения.
г) Преобразуем выражение так, чтобы появился полный квадрат:
\[10x-x^2-25=-(x^2-10x+25)=-(x-5)^2.\]
Так как \((x-5)^2\ge 0\), то при умножении на \(-1\) получаем неположительное значение:
\(-(x-5)^2\le 0\) при любом \(x.\)
Значит, трёхчлен всегда неположителен.
Вернуться к содержанию учебника