tìm giá trị lớn nhất của biểu thức sau A=-x^2-4x-y^2+2y
Bài toán như sau: Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức \( A = -x^2 – 4x – y^2 + 2y \).
Để tìm giá trị lớn nhất của biểu thức A, chúng ta sẽ tiến hành nhóm các hạng tử chứa x và các hạng tử chứa y lại với nhau, sau đó sử dụng phương pháp hoàn thành bình phương.
Bước 1: Nhóm các hạng tử
Ta có biểu thức A:
\( A = (-x^2 – 4x) + (-y^2 + 2y) \)
Bước 2: Hoàn thành bình phương cho nhóm hạng tử chứa x
Xét phần \( -x^2 – 4x \). Để hoàn thành bình phương, ta cần đưa hệ số của \( x^2 \) về 1.
\( -x^2 – 4x = -(x^2 + 4x) \)
Bây giờ, ta xét biểu thức bên trong ngoặc \( x^2 + 4x \). Để hoàn thành bình phương, ta thêm và bớt \(\left(\frac{4}{2}\right)^2 = 2^2 = 4\).
\( x^2 + 4x = x^2 + 4x + 4 – 4 = (x+2)^2 – 4 \)
Do đó, phần \( -x^2 – 4x \) trở thành:
\( -(x^2 + 4x) = -((x+2)^2 – 4) = -(x+2)^2 + 4 \)
Bước 3: Hoàn thành bình phương cho nhóm hạng tử chứa y
Xét phần \( -y^2 + 2y \). Tương tự, ta đưa hệ số của \( y^2 \) về 1.
\( -y^2 + 2y = -(y^2 – 2y) \)
Bây giờ, ta xét biểu thức bên trong ngoặc \( y^2 – 2y \). Để hoàn thành bình phương, ta thêm và bớt \(\left(\frac{-2}{2}\right)^2 = (-1)^2 = 1\).
\( y^2 – 2y = y^2 – 2y + 1 – 1 = (y-1)^2 – 1 \)
Do đó, phần \( -y^2 + 2y \) trở thành:
\( -(y^2 – 2y) = -((y-1)^2 – 1) = -(y-1)^2 + 1 \)
Bước 4: Thay thế trở lại biểu thức A
Bây giờ, ta thay thế các biểu thức đã hoàn thành bình phương vào A:
\( A = \left( -(x+2)^2 + 4 \right) + \left( -(y-1)^2 + 1 \right) \)
\( A = -(x+2)^2 – (y-1)^2 + 4 + 1 \)
\( A = -(x+2)^2 – (y-1)^2 + 5 \)
Bước 5: Tìm giá trị lớn nhất
Ta biết rằng bình phương của một số thực luôn không âm, tức là:
\( (x+2)^2 \ge 0 \) với mọi x.
\( (y-1)^2 \ge 0 \) với mọi y.
Do đó, \( -(x+2)^2 \le 0 \) và \( -(y-1)^2 \le 0 \).
Vì vậy, \( -(x+2)^2 – (y-1)^2 \le 0 \).
Để biểu thức A đạt giá trị lớn nhất, ta cần \( -(x+2)^2 \) và \( -(y-1)^2 \) đạt giá trị lớn nhất có thể, tức là bằng 0.
Điều này xảy ra khi:
\( (x+2)^2 = 0 \Rightarrow x+2 = 0 \Rightarrow x = -2 \)
\( (y-1)^2 = 0 \Rightarrow y-1 = 0 \Rightarrow y = 1 \)
Khi \( x = -2 \) và \( y = 1 \), giá trị của A là:
\( A = -(-2+2)^2 – (1-1)^2 + 5 \)
\( A = -(0)^2 – (0)^2 + 5 \)
\( A = 0 – 0 + 5 \)
\( A = 5 \)
Vậy, giá trị lớn nhất của biểu thức A là 5.
Kết luận:
Giá trị lớn nhất của biểu thức \( A = -x^2 – 4x – y^2 + 2y \) là 5, đạt được khi \( x = -2 \) và \( y = 1 \).
Các em có câu hỏi gì không? Nếu không, chúng ta sẽ chuyển sang bài tập tiếp theo nhé!
Đáp án+Giải thích các bước giải:
\(A = -x^2 – 4x – y^2 + 2y\)
\(A = -(x^2 + 4x + 4) – (y^2 – 2y + 1) + 5\)
\(A = -(x + 2)^2 – (y – 1)^2 + 5\)
Do \(-(x + 2)^2 <= 0 ∀ x; -(y – 1)^2 <= 0 ∀ y\)
\(-> A <= 5\)
Dấu “\(=\)” xảy ra khi \({(-(x + 2)^2 = 0),(-(y – 1)^2 = 0):}\)
\(-> {(x = -2),(y = 1):}\)
Vậy \(A_max = 5\) khi \(x = -2 ; y = 1\)
Ta có:
\(A=-x^2-4x-y^2+2y\)
\(=-(x^2+4x)-(y^2-2y)\)
\(=-[(x+2)^2-4]-[(y-1)^2-1]\)
\(=-(x+2)^2+4-(y-1)^2+1\)
\(=5-(x+2)^2-(y-1)^2\)
Vì \((x+2)^2>=0AAx\) và \((y-1)^2>=0AAx\) nên \(A<=5AAx\)
Dấu “=” xảy ra khi:
\({(x+2=0),(y-1=0):}to{(x=-2),(y=1):}\)
Vậy \(A_(max)=5\) đạt được khi \(x=-2\) và \(y=1\)
\(@Lianie\)

Trợ Lý Xưởng In Thiên Nam
Add comment