6 bài tập Áp dụng bất đẳng thức để tìm giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất của một biểu thức (có lời giải)
6 câu hỏi
Ta có: \(A = {x^2} - 6x + 10\)\( = {x^2} - 6x + 9 + 1\)\( = {(x - 3)^2} + 1 \ge 1\)(dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi \(x = 3\).
Do đó \(\min {\rm{A}} = 1\) khi và chỉ khi \({\rm{x}} = 3\).
Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \({\rm{B}} = 5{{\rm{x}}^2} - 10{\rm{x}} + 3\).
\(B = 5{x^2} - 10x + 3\)\( = 5{x^2} - 10x + 5 - 2.\)\( = 5\left( {{x^2} - 2x + 1} \right) - 2\)\( = 5{(x - 1)^2} - 2 \ge - 2\)(dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi \(x = 1\)) .
Vậy \(\min B = - 2\) khi và chỉ khi \(x = 1\).
\(C = - {x^2} + 5x - 4\)\( = - \left( {{x^2} - 5x + 4} \right)\)
\( = - \left( {{x^2} - 2 \cdot \frac{5}{2}x + \frac{{25}}{4} - \frac{{25}}{4} + 4} \right)\)\( = - \left[ {{{\left( {x - \frac{5}{2}} \right)}^2} - \frac{9}{4}} \right]\)
\( = - {\left( {x - \frac{5}{2}} \right)^2} + \frac{9}{4} \le \frac{9}{4}\) (dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi\(x = \frac{5}{2})\)
Vậy \(\max C = \frac{9}{4}\) khi \(x = \frac{5}{2}\).
Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức \({\rm{D}} = 5 - {\rm{x}} - \frac{1}{{\rm{x}}}\) với \({\rm{x}} > 0\).
Ta có: \(D = 5 - x - \frac{1}{x}\)\( = 5 - \left( {x + \frac{1}{x}} \right)\).
Vì \(x + \frac{1}{x} \ge 2\) nên \(D \le 3\) (dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi \(x = \frac{1}{x}\) hay \(x = 1\) ).
Vậy \(\max {\rm{D}} = 3\) khi và chỉ khi \({\rm{x}} = 1\).
Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \({\rm{E}} = 2{{\rm{x}}^2} + 8{\rm{x}} + {{\rm{y}}^2} - 10{\rm{y}} + 43\).
Ta có: \(E = 2{x^2} + 8x + {y^2} - 10y + 43\)
\( = 2{x^2} + 8x + 8 + {y^2} - 10y + 25 + 10\)
\( = 2\left( {{x^2} + 4x + 4} \right) + {(y - 5)^2} + 10\)
\( = 2{(x + 2)^2} + {(y - 5)^2} + 10 \ge 10\) (dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi \(x = - 2\) và \(y = 5\) ).
Vây \({\rm{min}}\,\,{\rm{E}} = 10\) khi và chỉ khi \({\rm{x}} = - 2\) và \({\rm{y}} = 5\).
Ta có \(F = \frac{{2x - 1}}{{{x^2} + 2}}\)\( = \frac{{{x^2} + 2x + 1 - {x^2} - 2}}{{{x^2} + 2}} = \frac{{{{(x + 1)}^2}}}{{{x^2} + 2}} - \frac{{{x^2} + 2}}{{{x^2} + 2}}\)\( = \frac{{{{(x + 1)}^2}}}{{{x^2} + 2}} - 1 \ge - 1.\)(dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi\(x = - 1\))
Vậy min \({\rm{F}} = - 1\) khi và chỉ khi \({\rm{x}} = - 1\).
