tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
C=x^2+9y^2+4z^2+12y-4z+20
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Bài 1:
$A=2x^2+y^2-2xy+x+2=(x^2+y^2-2xy)+(x^2+x+\frac{1}{4})+\frac{7}{4}$
$=(x-y)^2+(x+\frac{1}{2})^2+\frac{7}{4}$
Vì $(x-y)^2\geq 0; (x+\frac{1}{2})^2\geq 0$ với mọi $x,y$
$\Rightarrow A\geq 0+0+\frac{7}{4}=\frac{7}{4}$
Vậy $A_{\min}=\frac{7}{4}$. Giá trị này đạt được khi $x-y=x+\frac{1}{2}=0$
$\Leftrightarrow x=y=\frac{-1}{2}$
Bài 2:
$B=x^2+9y^2+4z^2-2x+12y-4z+20$
$=(x^2-2x+1)+(9y^2+12y+4)+(4z^2-4z+1)+14$
$=(x-1)^2+(3y+2)^2+(2z-1)^2+14$
Vì $(x-1)^2\geq 0; (3y+2)^2\geq 0; (2z-1)^2\geq 0$ với mọi $x,y,z$
$\Rightarrow B\geq 0+0+0+14=14$
Vậy $B_{\min}=14$. Giá trị này đạt được khi $x-1=3y+2=2z-1=0$
$\Leftrightarrow x=1; y=\frac{-2}{3}; z=\frac{1}{2}$
Ta có : x2 + 9y2 + 4z2 - 2x + 12y - 4z + 20 = 0
=> ( x2 - 2x +1 ) + ( 9y2 + 12y + 4 ) + ( 4z2 - 4z +1 ) + 14 = 0
=> ( x - 1 )2 + ( 3y + 2 )2 + ( 2z - 1 )2 + 14 = 0
Mà :
Suy ra : ( x - 1 )2 + ( 3y + 2 )2 + ( 2z - 1 )2 >= 0
=> ( x - 1 )2 + ( 3y + 2 )2 + ( 2z - 1 )2 + 14 >= 14
Mặt khác : ( x - 1 )2 + ( 3y + 2 )2 + ( 2z - 1 )2 + 14 = x2 + 9y2 + 4z2 - 2x + 12y - 4z + 20 = 0 ( Vô lí )
Vậy : Không có giá trị x , y, z nào thỏa mãn
\(x^2+9y^2+4z^2-2x+12y-4z+20=0\)
\(\Leftrightarrow\left(x^2-2x+1\right)+\left(9y^2+12y+4\right)+\left(4z^2-4z+1\right)+14=0\)
\(\Leftrightarrow\left(x-1\right)^2+\left(3y+2\right)^2+\left(2z-1\right)^2+14=0\)(1)
Ta thấy\(\left(x-1\right)^2+\left(3y+2\right)^2+\left(2z-1\right)^2+14\ge14>0\forall x;y;z\)
Nên dấu (1) không thể xảy ra , Hay \(x;y;z\) ko tồn tại (đpcm)
Đặt $a=2x,\quad b=3y,\quad c=4z.$
Khi đó $a^2+b^2+c^2=1.$
Ta có $A=\dfrac{a}{1-a^2}+\dfrac{b}{1-b^2}+\dfrac{c}{1-c^2}.$
Xét hàm số $f(t)=\dfrac{t}{1-t^2}\quad(0<t<1).$
Ta có $f''(t)=\dfrac{2t(3+t^2)}{(1-t^2)^3}>0.$
Do đó $f(t)$ là hàm lồi trên $(0;1)$.
Theo bất đẳng thức Jensen:
$A\ge3f\left(\dfrac{a+b+c}{3}\right).$
Mặt khác, theo bất đẳng thức Cauchy:
$(a+b+c)^2\le3(a^2+b^2+c^2)=3$
$\Rightarrow\dfrac{a+b+c}{3}\le\dfrac1{\sqrt3}.$
Vì $f(t)$ đồng biến trên $(0;1)$ nên
$A\ge3f\left(\dfrac{a+b+c}{3}\right)$
$\ge3f\left(\dfrac1{\sqrt3}\right)$
$=3\cdot\dfrac{\frac1{\sqrt3}}{1-\frac13}$
$=3\cdot\dfrac{\frac1{\sqrt3}}{\frac23}$
$=\dfrac{3\sqrt3}{2}.$
$a=b=c=\dfrac1{\sqrt3}.$
Dấu '=' xảy ra khi:
\Leftrightarrow x=\dfrac1{2\sqrt3},\quady=\dfrac1{3\sqrt3},\quadz=\dfrac1{4\sqrt3}.
$A_{\min}=\dfrac{3\sqrt3}{2}.$
Biểu thức không có giá trị nhỏ nhất nhé. Bạn xem lại đã viết biểu thức đúng chưa nhỉ?
$A=2x^2+9y^2-6xy-6x-12y+2024$
$=2\left(x-\dfrac{3y}{2}\right)^2+\dfrac{9}{2}y^2-6x-12y+2024$
$=2\left(x-\dfrac{3y}{2}\right)^2+\dfrac92(y-2)^2+2018.$
Hay $A=\dfrac12(2x-3y)^2+\dfrac92(y-2)^2+2018.$
Vì $\dfrac12(2x-3y)^2\ge0,\qquad\dfrac92(y-2)^2\ge0,$ nên $A\ge2018.$
Dấu ``='' xảy ra khi $\begin{cases} 2x-3y=0,\\y-2=0.\end{cases}$
$\Rightarrow y=2,\;x=3.$
Vậy $A_{\min}=2018$, đạt được khi $x=3,\;y=2.$