Câu hỏi:

25/08/2024 1,572 Lưu

Cho các số x, y, z khác 0 thỏa mãn x + y + z = 5 và xy + yz + xz = 8.

Chứng tỏ rằng: \(1 \le x \le \frac{7}{3};\,\,1 \le y \le \frac{7}{3};\,\,1 \le z \le \frac{7}{3}.\)

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

Đặt S = y + z và P = yz.

Theo bài, x + y + z = 5 nên ta có x + S = 5, suy ra y + z = S = 5 x.

Theo bài, xy + yz + xz = 8 nên xy + xz + P = 8

Suy ra yz = P = 8 x(y + z) = 8 x(5 x).

Từ đó y, z là nghiệm của phương trình:

t2 (5 x)t + 8 x(5 x) = 0 với S2 4P ≥ 0. (*)

Xét điều kiện (*):

S2 4P ≥ 0

(5 x)2 4[8 x(5 x)] ≥ 0

25 – 10x + x2 – 32 + 4x(5 – x) ≥ 0

25 – 10x + x2 – 32 + 20x – 4x2 ≥ 0

–3x2 + 10x – 7 ≥ 0

3x2 10x + 7 ≤ 0.

Ta có: 3x2 – 10x + 7 = (3x2 – 3x) – (7x – 7)

        = 3x(x – 1) – 7(x – 1) = (x – 1)(3x – 7)

       \( = 3\left( {x - 1} \right)\left( {x - \frac{7}{3}} \right).\)

Với mọi x ta luôn có: \(x - 1 > \left( {x - 1} \right) - \frac{4}{3}\) hay \(x - 1 > x - \frac{7}{3}.\)

Do 3x2 10x + 7 ≤ 0 và \(x - 1 > x - \frac{7}{3}\) nên suy ra:

\(x - \frac{7}{3} \le 0\) và x – 1 ≥ 0 hay \(1 \le x \le \frac{7}{3}.\)

Tương tự ta chứng minh được: \(1 \le y \le \frac{7}{3};\,\,1 \le z \le \frac{7}{3}.\)

Vậy \(1 \le x \le \frac{7}{3};\,\,1 \le y \le \frac{7}{3};\,\,1 \le z \le \frac{7}{3}.\)

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

a) Phương trình đã cho có:

∆ = 4(2m + 1)2 ‒ 4.(‒4m2 ‒ 1) = 4(2m + 1)2 + 16m2 + 4.

Với mọi m, ta có: (2m + 1)2 ≥ 0 16m2 ≥ 0

Suy ra 4(2m + 1)2 + 16m2 + 4 > 0 với mọi m hay > 0 với mọi m.

Vậy phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt x1, x2 với mọi giá trị của m.

b) Theo định lí Vte ta có:

x1 + x2 = ‒2(2m + 1) = ‒ 4m ‒ 2 x1x2 = ‒4m2 ‒1.

Từ x1 + x2 = 4m ‒ 2 ta có 4m = x1 + x2 + 2 nên \[m = \frac{{{x_1} + {x_2} + 2}}{{ - 4}}.\]

Suy ra \[{m^2} = {\left( {\frac{{{x_1} + {x_2} + 2}}{{ - 4}}} \right)^2}\]

Từ x1x2 = ‒4m2 ‒1, suy ra ‒4m2 = x1x2 + 1, suy ra \[{m^2} = \frac{{{x_1}{x_2} + 1}}{{ - 4}}.\]

Khi đó, ta có: \[{\left( {\frac{{{x_1} + {x_2} + 2}}{{ - 4}}} \right)^2} = \frac{{{x_1}{x_2} + 1}}{{ - 4}}\]

\[\frac{{{{\left( {{x_1} + {x_2} + 2} \right)}^2}}}{{{{\left( { - 4} \right)}^2}}} = \frac{{{x_1}{x_2} + 1}}{{ - 4}}\]

\[\frac{{{{\left( {{x_1} + {x_2} + 2} \right)}^2}}}{{ - 4}} = {x_1}{x_2} + 1\]

(x1 + x2 + 2)2 + 4x1x2 + 4 = 0.

Vậy biểu thức liên hệ giữa hai nghiệm x1, x2 không phụ thuộc vào giá trị của m là:

(x1 + x2 + 2)2 + 4x1x2 + 4 = 0.

Lời giải

a) Phương trình đã cho có:

= (2m 1)2 4.(–m) = 4m2 – 4m + 1 + 4m = 4m2 + 1 > 0 với mọi giá trị của m.

Do đó phương trình đã cho luôn có hai nghiệm phân biệt với mọi giá trị của m.

b) Theo định lí Viète, ta có: x1 + x2 = –(2m 1) và x1x2 = –m.

Ta có: \(A = x_1^2 + x_2^2 - {x_1}{x_2} = {\left( {{x_1} + {x_2}} \right)^2} - 3{x_1}{x_2}\)

\( = {\left[ { - \left( {2m - 1} \right)} \right]^2} - 3\left( { - m} \right) = 4{m^2} - 4m + 1 + 3m\)

\( = 4{m^2} - m + 1 = \left( {4{m^2} - 2 \cdot 2m \cdot \frac{1}{4} + \frac{1}{{16}}} \right) + 1 - \frac{1}{{16}}\)

\( = {\left( {2m - \frac{1}{4}} \right)^2} + \frac{{15}}{{16}}.\)

Với mọi m, ta có: \[{\left( {2m - \frac{1}{4}} \right)^2} \ge 0\] nên \[{\left( {2m - \frac{1}{4}} \right)^2} + \frac{{15}}{{16}} \ge \frac{{15}}{{16}}\] hay \(A \ge \frac{{15}}{{16}}.\)

Vậy biểu thức \[A = x_1^2 + x_2^2 - {x_1}{x_2}\] đạt giá trị nhỏ nhất bằng \(\frac{{15}}{{16}}\) khi \[2m - \frac{1}{4} = 0\] hay \(m = \frac{1}{8}.\)