Какое наименьшее положительное значение выражения х + 5у можно найти при условии, что х² – 6ху + у² + 21 ≤ 0?
Алгебра 11 класс Неравенства и оптимизация выражений алгебра 11 наименьшее значение выражение х + 5у условие х² – 6ху + у² + 21 ≤ 0 решение неравенства оптимизация выражений математический анализ
Для решения данной задачи начнем с анализа неравенства, которое нам дано: x² – 6xy + y² + 21 ≤ 0. Это неравенство описывает область в координатной плоскости, и чтобы найти наименьшее положительное значение выражения x + 5y, нам нужно понять, при каких значениях x и y это неравенство выполняется.
1. Сначала перепишем неравенство в более удобной форме. Мы можем выразить его как:
2. Теперь заметим, что левая часть является квадратом. Попробуем привести это выражение к квадрату. Мы можем заметить, что:
Это позволяет нам записать:
3. Таким образом, мы получаем:
4. Теперь, чтобы найти наименьшее положительное значение выражения x + 5y, мы можем попробовать выразить x через y. Из неравенства видно, что для выполнения условия, (x - 3y)² должно быть достаточно большим, чтобы сумма была меньше или равна -21. Это означает, что (x - 3y)² должна быть больше 8y² - 21. Мы можем попробовать подставить разные значения y и находить соответствующие x.
5. Рассмотрим, например, y = 1. Подставляем в неравенство:
Это неравенство не имеет решений, так как квадрат числа не может быть отрицательным.
6. Теперь попробуем y = 2:
Это неравенство имеет решения:
7. Теперь найдем значение выражения x + 5y при y = 2:
8. Для нахождения наименьшего положительного значения мы можем подставить y = 2 и x = 6, что дает:
Таким образом, наименьшее положительное значение выражения x + 5y при условии, что x² – 6xy + y² + 21 ≤ 0, равно 16.