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.
Введите текст
а) \(a^2+2a+2=a^2+2a+1+1=(a+1)^2+1\ge1>0\).
б) \(2x^2-2xy+y^2=x^2-2xy+y^2+x^2=(x-y)^2+x^2\ge0\).
Пояснения:
Используемые формулы и свойства:
\[(a+b)^2=a^2+2ab+b^2\]
\[(a-b)^2=a^2-2ab+b^2\]
Квадрат любого числа неотрицателен, то есть \((\dots)^2\ge0\).
а)
Преобразуем выражение \(a^2+2a+2\), выделяя полный квадрат.
Добавим и вычтем единицу:
\[a^2+2a+2=a^2+2a+1+1.\]
Первые три слагаемых образуют квадрат суммы:
\[a^2+2a+1=(a+1)^2.\]
Получаем:
\[(a+1)^2+1.\]
Так как квадрат любого числа неотрицателен, \((a+1)^2\ge0\).
Следовательно, 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