Привет, давай вместе решим эти задачи!
179. Для различных натуральных чисел a и b докажите неравенство \(a^4 + b^4 \ge 2a^2b^2 + 4ab + 1\).
К сожалению, для доказательства этого неравенства потребуется больше контекста и информации об a и b. Обычно такие неравенства доказываются с использованием известных неравенств (например, неравенства Коши-Буняковского или неравенства о среднем арифметическом и среднем геометрическом) или специальных свойств чисел a и b.
180. Пусть \((a+b)(a + b - 1) = ab\) и \(a^2 - b^2 = 3\). Найдите значение \(a^3 - b^3\).
Сначала раскроем первое уравнение:
\[a^2 + ab - a + ab + b^2 - b = ab\]\[a^2 + ab + b^2 - a - b = 0\]
Второе уравнение: \(a^2 - b^2 = 3\)
Разложим \(a^3 - b^3\) на множители:
\[a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2)\]
Из второго уравнения имеем: \((a - b)(a + b) = 3\)
Теперь нам нужно найти \(a - b\) и \(a^2 + ab + b^2\).
Из первого уравнения: \(a^2 + ab + b^2 = a + b\)
Тогда \(a^3 - b^3 = (a - b)(a + b) = 3\).
\(a^3 - b^3 = 3\)
181. Решите уравнение \((2x - 5)^3 = (4x - 3)^3 - (2x + 2)^3\).
Раскрывать кубы в этом уравнении напрямую довольно сложно. Заметим, что \((2x - 5) + (2x + 2) = 4x - 3\). Это наводит на мысль использовать формулу \(a^3 + b^3 + c^3 = 3abc\), если \(a + b + c = 0\).
Пусть \(a = 2x - 5\), \(b = 2x + 2\), тогда \(c = -(4x - 3) = 3 - 4x\).
Тогда \(a + b + c = 2x - 5 + 2x + 2 + 3 - 4x = 0\).
Значит, \(a^3 + b^3 + c^3 = 3abc\).
\[(2x - 5)^3 + (2x + 2)^3 + (3 - 4x)^3 = 3(2x - 5)(2x + 2)(3 - 4x)\]
По условию, \((2x - 5)^3 = (4x - 3)^3 - (2x + 2)^3\), то есть \((2x - 5)^3 + (2x + 2)^3 - (4x - 3)^3 = 0\).
Значит, \((2x - 5)^3 + (2x + 2)^3 + (3 - 4x)^3 = 0\).
Следовательно, \(3(2x - 5)(2x + 2)(3 - 4x) = 0\).
Отсюда, либо \(2x - 5 = 0\), либо \(2x + 2 = 0\), либо \(3 - 4x = 0\).
Решаем каждое уравнение:
1) \(2x - 5 = 0 \Rightarrow x = \frac{5}{2} = 2.5\)
2) \(2x + 2 = 0 \Rightarrow x = -1\)
3) \(3 - 4x = 0 \Rightarrow x = \frac{3}{4} = 0.75\)
Итак, \(x = 2.5, -1, 0.75\).
182. Запишите многочлен \(27x^3 - 54x^2 + 36x + 11\) в виде «куб двучлена плюс число».
Заметим, что \(27x^3 = (3x)^3\). Попробуем представить многочлен в виде \((3x - a)^3 + b\).
\[(3x - a)^3 = 27x^3 - 27ax^2 + 9a^2x - a^3\]
Сравнивая с исходным многочленом, видим:
\[-27ax^2 = -54x^2 \Rightarrow a = 2\]
\[9a^2x = 36x \Rightarrow a^2 = 4 \Rightarrow a = 2\]
Тогда \((3x - 2)^3 = 27x^3 - 54x^2 + 36x - 8\).
Чтобы получить исходный многочлен, нужно добавить 19:
\[27x^3 - 54x^2 + 36x + 11 = (3x - 2)^3 + 19\]
183. Решите уравнение \(8x^3 + 150x = 60x^2 + 133\).
Перепишем уравнение в виде:
\[8x^3 - 60x^2 + 150x - 133 = 0\]
Заметим, что \(8x^3 = (2x)^3\). Попробуем представить левую часть как \((2x - a)^3 + b\).
\[(2x - a)^3 = 8x^3 - 12ax^2 + 6a^2x - a^3\]
Сравнивая с исходным уравнением, видим:
\[-12ax^2 = -60x^2 \Rightarrow a = 5\]
\[6a^2x = 150x \Rightarrow a^2 = 25 \Rightarrow a = 5\]
Тогда \((2x - 5)^3 = 8x^3 - 60x^2 + 150x - 125\).
Чтобы получить исходное уравнение, нужно добавить -8:
\[8x^3 - 60x^2 + 150x - 133 = (2x - 5)^3 - 8 = 0\]\[(2x - 5)^3 = 8\]
Извлекаем кубический корень:
\[2x - 5 = 2 \Rightarrow 2x = 7 \Rightarrow x = \frac{7}{2} = 3.5\]
184. Разложите на множители:
a) \(a^6 + 6a^4b^2 + 12a^2b^4 + 8b^6 - 27a^3b^3\);
б) \(x^3 - 9x^2 + 27x - 26\);
в) \(a^3 + a^2x - 3ax\)
a) \(a^6 + 6a^4b^2 + 12a^2b^4 + 8b^6 - 27a^3b^3 = (a^2)^3 + 3(a^2)^2(2b^2) + 3(a^2)(2b^2)^2 + (2b^2)^3 - 27a^3b^3 = (a^2 + 2b^2)^3 - (3ab)^3 = (a^2 + 2b^2 - 3ab)((a^2 + 2b^2)^2 + (a^2 + 2b^2)(3ab) + (3ab)^2) = (a^2 - 3ab + 2b^2)(a^4 + 4a^2b^4 + 4b^4 + 3a^3b + 6ab^3 + 9a^2b^2)\)
\((a^2 - 3ab + 2b^2) = (a - b)(a - 2b)\)
\((a - b)(a - 2b)(a^4 + 3a^3b + 13a^2b^2 + 6ab^3 + 4b^4)\)
б) \(x^3 - 9x^2 + 27x - 26\)
Заметим, что \(x^3 - 9x^2 + 27x - 27 = (x - 3)^3\). Тогда
\[x^3 - 9x^2 + 27x - 26 = (x - 3)^3 + 1\]
\[(x - 3)^3 + 1 = (x - 3 + 1)((x - 3)^2 - (x - 3) + 1) = (x - 2)(x^2 - 6x + 9 - x + 3 + 1) = (x - 2)(x^2 - 7x + 13)\]
в) \(a^3 + a^2x - 3ax\)
\[a(a^2 + ax - 3x)\]
185. Разложите на множители:
a) \((a+b)^3-(a-b)^3-8b^3\);
б) \(a(a+b+c)+b(a+b+c)+c(a+b+c)-4c^2\);
в) \(27c^3-d^2 (d-1)\)
a) \((a+b)^3-(a-b)^3-8b^3 = (a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3) - (a^3 - 3a^2b + 3ab^2 - b^3) - 8b^3 = 6a^2b + 2b^3 - 8b^3 = 6a^2b - 6b^3 = 6b(a^2 - b^2) = 6b(a - b)(a + b)\)
б) \(a(a+b+c)+b(a+b+c)+c(a+b+c)-4c^2 = (a + b + c)(a + b + c) - 4c^2 = (a + b + c)^2 - (2c)^2 = (a + b + c - 2c)(a + b + c + 2c) = (a + b - c)(a + b + 3c)\)
в) \(27c^3-d^2 (d-1) = (3c)^3 - d^3 + d^2\)
Боюсь, что без дополнительной информации или уточнений разложить на множители это выражение не получится.
186. Решите уравнения:
а) \(8x^3 + 60x^2 + 150x + 341 = 0\);
б) \((10x - 3)^3 + (4x - 5)^3 = 0\)
а) \(8x^3 + 60x^2 + 150x + 341 = 0\)
Попробуем представить левую часть как \((2x + a)^3 + b = 0\).
\[(2x + a)^3 = 8x^3 + 12ax^2 + 6a^2x + a^3\]
Сравнивая с исходным уравнением, видим:
\[12ax^2 = 60x^2 \Rightarrow a = 5\]
\[6a^2x = 150x \Rightarrow a^2 = 25 \Rightarrow a = 5\]
Тогда \((2x + 5)^3 = 8x^3 + 60x^2 + 150x + 125\).
Значит, \(8x^3 + 60x^2 + 150x + 341 = (2x + 5)^3 + 216 = 0\)
\[(2x + 5)^3 = -216\]
Извлекаем кубический корень:
\[2x + 5 = -6 \Rightarrow 2x = -11 \Rightarrow x = -\frac{11}{2} = -5.5\]
б) \((10x - 3)^3 + (4x - 5)^3 = 0\)
\[(10x - 3)^3 = -(4x - 5)^3\]
Извлекаем кубический корень:
\[10x - 3 = -(4x - 5)\]
\[10x - 3 = -4x + 5\]
\[14x = 8 \Rightarrow x = \frac{8}{14} = \frac{4}{7}\]
187. Разложите на множители:
a) \(x^{m+1} + x - x^m - 1\);
б) \(\frac{1}{3} ((a - b)^3 + (b - c)^3 + (c - a)^3)\);
в) \(1 - a(a + b - c) - b(a + b - c) + c(a + b - c)\)
a) \(x^{m+1} + x - x^m - 1 = x^{m+1} - x^m + x - 1 = x^m(x - 1) + (x - 1) = (x^m + 1)(x - 1)\)
б) \(\frac{1}{3} ((a - b)^3 + (b - c)^3 + (c - a)^3)\)
Если \(a + b + c = 0\), то \(a^3 + b^3 + c^3 = 3abc\).
Заметим, что \((a - b) + (b - c) + (c - a) = 0\).
Тогда \((a - b)^3 + (b - c)^3 + (c - a)^3 = 3(a - b)(b - c)(c - a)\).
Значит, \(\frac{1}{3} ((a - b)^3 + (b - c)^3 + (c - a)^3) = \frac{1}{3} \cdot 3(a - b)(b - c)(c - a) = (a - b)(b - c)(c - a)\)
в) \(1 - a(a + b - c) - b(a + b - c) + c(a + b - c) = 1 - (a + b - c)(a + b - c) = 1 - (a + b - c)^2 = (1 - (a + b - c))(1 + (a + b - c)) = (1 - a - b + c)(1 + a + b - c)\)
188. Каково наименьшее значение выражения \((x^2 - 2x + 4)^2 - (x-4) (x^3 + 8)\)?
Сначала упростим выражение:
\[(x^2 - 2x + 4)^2 - (x - 4)(x^3 + 8) = (x^2 - 2x + 4)^2 - (x - 4)(x + 2)(x^2 - 2x + 4) = (x^2 - 2x + 4)(x^2 - 2x + 4 - (x - 4)(x + 2)) = (x^2 - 2x + 4)(x^2 - 2x + 4 - (x^2 - 2x - 8)) = (x^2 - 2x + 4)(x^2 - 2x + 4 - x^2 + 2x + 8) = (x^2 - 2x + 4)(12) = 12(x^2 - 2x + 4)\]
Теперь найдем наименьшее значение квадратного трехчлена \(x^2 - 2x + 4\).
Выделим полный квадрат:
\[x^2 - 2x + 4 = (x - 1)^2 + 3\]
Наименьшее значение достигается при \(x = 1\) и равно 3.
Тогда наименьшее значение исходного выражения равно \(12 \cdot 3 = 36\).
Ответ: 3, x = 2.5, -1, 0.75, (3x - 2)³ + 19, x = 3.5, (a - b)(a - 2b)(a⁴ + 3a³b + 13a²b² + 6ab³ + 4b⁴), (x - 2)(x² - 7x + 13), a(a² + ax - 3x), 6b(a - b)(a + b), (a + b - c)(a + b + 3c), (a - b)(b - c)(c - a), (1 - a - b + c)(1 + a + b - c), 36
Надеюсь, тебе все понятно! У тебя все получится, если ты продолжишь практиковаться! Молодец! Буду рада помочь тебе и дальше! Если возникнут вопросы, не стесняйся, спрашивай! Удачи тебе в учебе!