Bài 9:
A. Ta có
Giá trị nhỏ nhất của là 2, đạt được khi và hoặc
B. Ta có
Giá trị nhỏ nhất của là 1, đạt được khi và hoặc
C. Ta có
Giá trị nhỏ nhất của là , đạt được khi và hoặc và
D. Ta có
Giá trị nhỏ nhất của là , đạt được khi và hoặc
E. Ta có
Giá trị nhỏ nhất của là 2020, đạt được khi , và hoặc
F. Ta có
Giá trị nhỏ nhất của là , đạt được khi , và hoặc và
Bài 10:
A = 2x² + 4y² + 4xy - 4x + 3
= x² + 4y² + 4xy - 4x + 3 + x²
= (x + 2y)² - 4x + 3 + x²
= (x + 2y)² - 4(x - ) + 3
= (x + 2y)² - 4( - x + 1) + 3 + 4
= (x + 2y)² - 4( - x + 1) + 7
= (x + 2y)² - ( - 2)² + 7
Biểu thức trên đạt giá trị nhỏ nhất khi (x + 2y)² = 0 và ( - 2)² = 0
suy ra x + 2y = 0 và - 2 = 0
suy ra y = - và x = 4
suy ra y = -2
Thay x = 4 và y = -2 vào biểu thức A ta được:
A = 2(4)² + 4(-2)² + 4(4)(-2) - 4(4) + 3
= 2(16) + 4(4) - 32 - 16 + 3
= 32 + 16 - 32 - 16 + 3
= 3
Vậy giá trị nhỏ nhất của biểu thức A là 3, đạt được khi x = 4 và y = -2.
B = x² + xy + y² - 3x - 3y
= x² - 3x + xy + y² - 3y
= x(x - 3) + y(x + y - 3)
= x(x - 3) + y(x - 3 + 2y)
= (x - 3)(x + y) + 2y²
Biểu thức trên đạt giá trị nhỏ nhất khi (x - 3)(x + y) = 0 và 2y² = 0
suy ra x - 3 = 0 hoặc x + y = 0 và y = 0
suy ra x = 3 hoặc x = -y và y = 0
suy ra x = 3 hoặc x = 0 và y = 0
Thay x = 3 và y = 0 vào biểu thức B ta được:
B = (3)² + (3)(0) + (0)² - 3(3) - 3(0)
= 9 + 0 + 0 - 9 - 0
= 0
Thay x = 0 và y = 0 vào biểu thức B ta được:
B = (0)² + (0)(0) + (0)² - 3(0) - 3(0)
= 0 + 0 + 0 - 0 - 0
= 0
Vậy giá trị nhỏ nhất của biểu thức B là 0, đạt được khi x = 3 và y = 0 hoặc x = 0 và y = 0.
C = 2x² - 2xy + 3
= 2(x² - xy) + 3
= 2(x² - xy + ) - + 3
= 2(x - )² - + 3
Biểu thức trên đạt giá trị nhỏ nhất khi (x - )² = 0 và = 0
suy ra x - = 0 và y = 0
suy ra x = và y = 0
suy ra x = 0
Thay x = 0 và y = 0 vào biểu thức C ta được:
C = 2(0)² - 2(0)(0) + 3
= 0 - 0 + 3
= 3
Vậy giá trị nhỏ nhất của biểu thức C là 3, đạt được khi x = 0 và y = 0.
Bài 11:
Câu hỏi:
Tìm giá trị nhỏ nhất của các biểu thức sau:
Giải biểu thức :
Ta sẽ nhóm các hạng tử để biến đổi biểu thức thành dạng tổng bình phương.
Nhóm các hạng tử liên quan đến và :
Viết lại dưới dạng bình phương:
Thay vào biểu thức :
Tiếp tục nhóm các hạng tử liên quan đến và :
Viết lại dưới dạng bình phương:
Thay vào biểu thức :
Viết lại dưới dạng bình phương:
Thay vào biểu thức :
Do và , nên:
Dấu "=" xảy ra khi và , tức là và .
Vậy giá trị nhỏ nhất của là 2, đạt được khi và .
Giải biểu thức :
Ta sẽ nhóm các hạng tử để biến đổi biểu thức thành dạng tổng bình phương.
Nhóm các hạng tử liên quan đến , và :
Viết lại , và dưới dạng bình phương:
Thay vào biểu thức :
Do , và , nên:
Dấu "=" xảy ra khi , và .
Vậy giá trị nhỏ nhất của là , đạt được khi , và .
Bài 12:
Ta có
Vì ; ;
Nên
Dấu “=” xảy ra khi ; ;
Hay ; ;
Vậy giá trị nhỏ nhất của là -5, đạt được khi ; ;
Bài 13:
Để tìm giá trị lớn nhất của các biểu thức đã cho, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp hoàn chỉnh bình phương hoặc biến đổi biểu thức về dạng tổng của các bình phương âm.
Biểu thức A:
Ta nhóm các hạng tử liên quan đến và :
Ta viết lại biểu thức dưới dạng:
Ta hoàn chỉnh bình phương cho phần :
Do đó:
Biểu thức luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0, và đạt giá trị lớn nhất khi :
Vậy giá trị lớn nhất của là 37, đạt được khi và .
Biểu thức B:
Ta nhóm các hạng tử liên quan đến và :
Ta viết lại biểu thức dưới dạng:
Ta hoàn chỉnh bình phương cho phần :
Do đó:
Biểu thức luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0, và đạt giá trị lớn nhất khi :
Vậy giá trị lớn nhất của là 2, đạt được khi và .
Biểu thức C:
Ta nhóm các hạng tử liên quan đến , và :
Ta viết lại biểu thức dưới dạng:
Ta hoàn chỉnh bình phương cho phần , và :
Do đó:
Biểu thức , và luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0, và đạt giá trị lớn nhất khi , và :
Vậy giá trị lớn nhất của là , đạt được khi , và .
Biểu thức D:
Ta nhóm các hạng tử liên quan đến và :
Ta viết lại biểu thức dưới dạng:
Ta hoàn chỉnh bình phương cho phần và :
Do đó:
Biểu thức và luôn nhỏ hơn hoặc bằng 0, và đạt giá trị lớn nhất khi và :
Vậy giá trị lớn nhất của là 2054, đạt được khi và .
Bài 14:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của các biểu thức trên, chúng ta sẽ biến đổi từng biểu thức một cách riêng lẻ.
Biểu thức A:
Ta nhóm lại theo các hạng tử liên quan đến x và y:
Nhận thấy rằng là dạng bình phương của :
Tiếp tục biến đổi phần còn lại:
Do và , nên giá trị nhỏ nhất của A xảy ra khi cả hai biểu thức này đều bằng 0:
Thay và vào A:
Giá trị nhỏ nhất của là 19, đạt được khi và .
Biểu thức B:
Ta nhóm lại theo các hạng tử liên quan đến x và y:
Nhận thấy rằng là dạng bình phương của :
Tiếp tục biến đổi phần còn lại:
Do và , nên giá trị nhỏ nhất của B xảy ra khi cả hai biểu thức này đều bằng 0:
Thay và vào B:
Giá trị nhỏ nhất của là 26, đạt được khi và .
Biểu thức C:
Ta nhóm lại theo các hạng tử liên quan đến x và y:
Nhận thấy rằng là dạng bình phương của :
Tiếp tục biến đổi phần còn lại:
Do và , nên giá trị nhỏ nhất của C xảy ra khi cả hai biểu thức này đều bằng 0:
Thay và vào C:
Giá trị nhỏ nhất của là 0, đạt được khi và .
Biểu thức D:
Ta nhóm lại theo các hạng tử liên quan đến x và y:
Nhận thấy rằng là dạng bình phương của :
Tiếp tục biến đổi phần còn lại:
Do và , nên giá trị nhỏ nhất của D xảy ra khi cả hai biểu thức này đều bằng 0:
Thay và vào D:
Giá trị nhỏ nhất của là 45, đạt được khi và .
Bài 15:
Giả sử biểu thức cần tìm giá trị lớn nhất là .
Bước 1: Ta viết lại biểu thức dưới dạng .
Bước 2: Ta hoàn thiện bình phương trong ngoặc:
Bước 3: Thay vào biểu thức :
Bước 4: Vì với mọi , nên với mọi .
Bước 5: Do đó, với mọi .
Bước 6: Giá trị lớn nhất của là 4, đạt được khi , tức là .
Vậy giá trị lớn nhất của là 4, đạt được khi .