Bài tập Ứng dụng tam thức bậc hai, bất phương trình bậc hai trong chứng minh bất đẳng thức và tìm giá trị lớn nhất, nhỏ nhất lớp 10 (có lời giải)

Cho các số thực x, y, z thỏa mãn x2 + y2 + z2 = 5 và x – y + z = 3. Giá trị lớn nhất của \(P = \frac{{x + y-2}}{{z + 2}}\) là

6/10

Cho các số thực x, y, z thỏa mãn x2 + y2 + z2 = 5 và x – y + z = 3. Giá trị lớn nhất của \(P = \frac{{x + y-2}}{{z + 2}}\) là

0;

1;

2;

3.

Giải thích

Đáp án đúng là: A

Từ điều kiện ta có x2 + y2 = \(\frac{{{{\left( {x + y} \right)}^2} + {{\left( {x-y} \right)}^2}}}{2}\) = 5 – z2

(x + y)2 = 10 – 2z2 – (3 – z)2

Do đó (x + y)2 = 1 + 6z – 3z2

Dễ thấy z ≠ –2. Ta có P(z + 2) + 2 = x + y

Do đó [P(z + 2) + 2]2 = 1 + 6z – 3z2

⇔ (z + 2)2P2 + 4(z + 2)P + 4 = 1 + 6z – 3z2

⇔ (P2 + 3)z2 + (4P2 + 4P – 6)z + 4P2 + 8P + 3 = 0

Phương trình có nghiệm ẩn z khi và chỉ khi

z’ ≥ 0 ⇔ (2P2 + 2P – 3)2 – (P2 + 3)(4P2 + 8P + 3) ≥ 0

\( \Leftrightarrow -\frac{{36}}{{23}} \le P \le 0\)

Ta có maxP = 0 khi x = 2, y = 0, z = 1.