Номер 1025 — ГДЗ алгебра 8 класс Макарычев

№ 1025.

Докажите, что при а > 0 и b > 0 верно неравенство:

а) (a + b)(1/a + 1/b) ≥ 4;
б) a/b² + b/a² ≥ 1/a + 1/b

💡 Подсказка (без ответа)

а) Раскройте скобки и получите 2 + a/b + b/a. Вспомните, что сумма двух положительных взаимно обратных выражений не менее 2. б) Перепишите неравенство как a/b² - 1/b + b/a² - 1/a ≥ 0 и сгруппируйте по парам.

Решение по шагам · ✓ ответ сверен

а) Докажите, что (a + b)(1/a + 1/b) ≥ 4 при a > 0 и b > 0

  1. Раскроем скобки в левой части: (a + b)(1/a + 1/b) = a · 1/a + a · 1/b + b · 1/a + b · 1/b

  2. Упростим каждое произведение: = 1 + a/b + b/a + 1 = 2 + a/b + b/a

  3. Применим неравенство о среднем арифметическом и среднем геометрическом. Для положительных чисел верно: a/b + b/a ≥ 2√(a/b · b/a) = 2√1 = 2

  4. Следовательно: 2 + a/b + b/a ≥ 2 + 2 = 4

  5. Равенство достигается, когда a/b = b/a, то есть a = b.

б) Докажите, что a/b² + b/a² ≥ 1/a + 1/b при a > 0 и b > 0

  1. Перенесем всё в левую часть: a/b² + b/a² - 1/a - 1/b ≥ 0

  2. Приведем к общему знаменателю a²b²: (a³ + b³ - ab - a²b)/a²b² ≥ 0

  3. Преобразуем числитель: a³ + b³ - ab - a²b = a³ - a²b + b³ - ab = a²(a - b) + b(b² - a) = a²(a - b) - b(a² - b²) = a²(a - b) - b(a - b)(a + b) = (a - b)(a² - b(a + b)) = (a - b)(a² - ab - b²)

  4. Проверим другой способ. Применим неравенство: (a/b² + b/a²) - (1/a + 1/b) = a/b² - 1/b + b/a² - 1/a = (a - b)/b² + (b - a)/a² = (a - b)/b² - (a - b)/a² = (a - b)(1/b² - 1/a²) = (a - b)(a² - b²)/a²b² = (a - b)²(a + b)/a²b² ≥ 0

  5. Равенство достигается, когда a = b.

Ответ: а) (a + b)(1/a + 1/b) = 2 + a/b + b/a ≥ 2 + 2 = 4. Доказано. б) a/b² + b/a² - 1/a - 1/b = (a - b)²(a + b)/a²b² ≥ 0. Доказано.

← Номер 1024 · Номер 1026 → · Все номера