Câu hỏi:

28/10/2025 9 Lưu

Cho biểu thức \[P = {a^4} + {b^4} - ab\], với \[a,b\] là các số thực thỏa mãn \[{a^2} + {b^2} + ab = 3\]. Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của \[P\].

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Từ \[{a^2} + {b^2} + ab = 3 \Rightarrow {a^2} + {b^2} = 3 - ab\]

\[P = {a^4} + {b^4} - ab\]

\[ = {\left( {{a^2} + {b^2}} \right)^2} - 2{a^2}{b^2} - ab\]

\( =  - {a^2}{b^2} - 7ab + 9\)

\( =  - {\left( {ab + \frac{7}{2}} \right)^2} + \frac{{85}}{4}\)

Ta có \({a^2} + {b^2} + ab = 3\)

\[ \Rightarrow {a^2} + {b^2} + ab + ab = 3 + ab\]

\[ \Rightarrow {\left( {a + b} \right)^2} = 3 + ab\]

Mà \({\left( {a + b} \right)^2} \ge 0 \Rightarrow 3 + ab \ge 0 \Rightarrow ab \ge  - 3\)

Mặt khác do \[{a^2} + {b^2} \ge 2ab\] (BĐT Cosi)

\[ \Rightarrow 3 - ab \ge 2ab \Rightarrow 3ab \le 3 \Leftrightarrow ab \le 1\]

0,25

Khi đó \[ - 3 + \frac{7}{2} \le ab + \frac{7}{2} \le 1 + \frac{7}{2}\]

\( \Rightarrow \frac{1}{4} \le {\left( {ab + \frac{7}{2}} \right)^2} \le \frac{{81}}{4}\)

\( \Rightarrow  - \frac{1}{4} \ge  - {\left( {ab + \frac{7}{2}} \right)^2} \ge  - \frac{{81}}{4}\)

\( \Rightarrow \frac{{84}}{4} - \frac{1}{4} \ge P \ge \frac{{85}}{4} - \frac{{81}}{4}\)

\( \Rightarrow 21 \ge P \ge 1\)

GTLN của \(P\) là 21, xảy ra khi \(a = \sqrt 3 ,b =  - \sqrt 3 \) hoặc \(a =  - \sqrt 3 ,b = \sqrt 3 \)

GTNN của \(P\) là 1, xảy ra khi \(a = b = 1\) hoặc \(a = b =  - 1\).

0,25

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Cách 1:        

Đặt \[t = {x^2}\left( {t \ge 0} \right)\left( * \right)\]

Phương trình \[\left( 1 \right)\] trở thành: \[{t^2} - 7t - 18 = 0\left( 2 \right)\]

Ta có: \[\Delta  = {\left( { - 7} \right)^2} - 4.1.\left( { - 18} \right) = 121 = {11^2} \Rightarrow \sqrt \Delta   = 11\]

Suy ra: Phương trình \[\left( 2 \right)\] có hai nghiệm phân biệt là:

\[{t_1} = \frac{{7 + 11}}{2} = 9\,\,\left( {tm} \right)\] và \[{t_2} = \frac{{7 - 11}}{2} =  - 2\,\,\left( {ktm} \right)\]

Thay \[t = 9\] vào \[\left( * \right)\] ta có: \[{x^2} = 9 \Leftrightarrow x = 3\] hoặc \(x =  - 3\).

Vậy phương trình có tập nghiệm là \(S = \left\{ {3; - 3} \right\}\).

Cách 2:

\[{x^4} - 7{x^2} - 18 = 0\]

\[ \Leftrightarrow {x^4} + 2{x^2} - 9{x^2} - 18 = 0\]

\[ \Leftrightarrow {x^2}\left( {{x^2} + 2} \right) - 9\left( {{x^2} + 2} \right) = 0\]

\[ \Leftrightarrow \left( {{x^2} + 2} \right)\left( {{x^2} - 9} \right) = 0\]

\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x^2} + 2 = 0\,\,\,\left( {v\^o {\rm{ }}l\'i } \right)\\{x^2} - 9 = 0\end{array} \right.\]

\[ \Leftrightarrow {x^2} = 9\]

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 3\\x =  - 3\end{array} \right.\).

Vậy phương trình có tập nghiệm là \(S = \left\{ {3; - 3} \right\}\).

Lời giải

Số mét khối nước đựng được của bồn chính là thể tích của bồn chứa.

Bồn nước đựng được số mét khối nước là:

\[0,32.1,75 = 0,56\,\,\left( {{m^3}} \right).\]