الانتقال إلى المحتوى الرئيسي

أصغر قيمة أ ، حيث يكون التعبير س^2-4 س + 2 أ هو الحد الأدنى

غالبا ما تنشأ التعبيرات الرياضية عند حل المشكلات ، وقد تكون إحدى المهام هي تحديد أصغر قيمة معلمة يكون فيها التعبير ضئيلا. في هذه المشكلة ، من الضروري العثور على القيمة أ التي يكون فيها التعبير س^2-4 س + 2 أ سيكون لها قيمة دنيا.

بادئ ذي بدء ، ضع في اعتبارك التعبير س^2-4 س + 2 أ كدالة للمتغير س. تحتوي هذه الوظيفة على نقاط قصوى حيث تكون قيمتها ضئيلة أو قصوى. في هذه الحالة ، تتمثل المهمة في العثور على أصغر قيمة ، لذلك سنبحث عن الحد الأدنى.

لإيجاد أقصى الدالة ، نستخدم المشتق. دعونا العثور على مشتق من وظيفة فيما يتعلق المتغير س: و'(س) = 2س — 4.

لنجد الآن النقاط التي يكون فيها المشتق صفرا: 2 س — 4 = 0. حل هذه المعادلة ، نحصل على س = 2.

الآن استبدال القيمة التي تم العثور عليها من س في التعبير الأصلي: و(2) = 2^2 — 4*2 + 2 أ = 4 — 8 + 2 أ = 2 أ-4.

وبالتالي ، يتم تقليل المهمة إلى تحديد أصغر قيمة للمتغير معلمة ، حيث يكون التعبير 2 أ - 4 ضئيلا. من الواضح ، يتم الوصول إلى هذه القيمة عندما = 2 ، ثم التعبير سيكون 0.

  1. ما هي أصغر قيمة من حيث التعبير س^2-4س + 2أ هو الحد الأدنى?
  2. تعريف وصيغة التعبير
  3. الرسم البياني والتحليل
  4. العثور على أصغر قيمة ل
  5. أمثلة على الحلول
  6. تحسين التعبير
  7. التطبيق العملي
  8. سؤال وجواب
  9. لماذا هو ضروري للعثور على أصغر قيمة ل?
  10. كيف يمكنني العثور على أصغر قيمة ل?
  11. كيف يمكنني تطبيق طريقة إكمال مربع للعثور على أصغر قيمة ل?
  12. كيفية استخدام حساب التفاضل لإيجاد أصغر قيمة ل?
  13. هل من الممكن العثور على أصغر قيمة بيانيا?

ما هي أصغر قيمة من حيث التعبير س^2-4س + 2أ هو الحد الأدنى?

أصغر قيمة أ هي قيمة المتغير الذي عنده التعبير س^2-4 س + 2 أ يأخذ الحد الأدنى لقيمته. لتحديد أصغر قيمة ، نحتاج إلى إيجاد رأس القطع المكافئ المعطى بواسطة هذا التعبير.

التعبير س^2-4 س + 2 أ هو مربع ثلاثي الحدود. للعثور على رأس القطع المكافئ ، من الضروري إيجاد إحداثيات النقطة التي يصل عندها القطع المكافئ إلى الحد الأدنى أو الأقصى.

صيغة رأس القطع المكافئ لها الشكل:

  • س = - ب/(2 أ)
  • ص = و (خ) = - د / (4 أ)

أين (س ، ص) هي إحداثيات رأس القطع المكافئ ، أ ، ب ، ج هي معاملات ثلاثي الحدود المربع ، د هو المميز.

في هذه الحالة ، المعادلة س^2-4 س + 2 أ يمكن كتابتها كـ و (س) = س^2-4 س + 2 أ. وفقا لذلك ، لدينا أ = 2 أ ، ب = -4 و ج = 0.

من أجل العثور على رأس القطع المكافئ ، من الضروري إيجاد قيمة المتغير س باستخدام الصيغة س = -ب/(2 أ). استبدال القيم في الصيغة ، نحصل على:

الصيغةالقيمة
من العاشر = -(-4)/(2*2)س = 1
واو (خ) = 1^2 — 4*1 + 2 ألفو (خ) = 1 - 4 + 2 أ = -3 + 2 أ

وبالتالي ، فإن أصغر قيمة أ ستكون من النوع الذي و (س) يأخذ الحد الأدنى للقيمة. للقيام بذلك ، من الضروري أن يكون -3 + 2 أ في حده الأدنى. ومع ذلك ، نظرا لأن 2 أ موجب ، فإن قيمة و(س) ستكون الأصغر عندما تكون قيمة -3 + 2 أ صفرا.

وبالتالي ، فإن أصغر قيمة أ ، حيث يكون التعبير س^2-4 س + 2 أ هو الحد الأدنى ، يساوي أ = 3/2.

تعريف وصيغة التعبير

التعبير س^2-4 س + 2 أ يصف مربع ثلاثي الحدود مع المتغير س و المعلمة أ. في هذا السياق ، يتم استخدام التعبير لتحديد أصغر قيمة للمعلمة أ ، حيث يكون التعبير ضئيلا.

الصيغة التي يمكن من خلالها العثور على هذه القيمة الأصغر لـ أ تسمى صيغة إيجاد رأس القطع المكافئ.

بشكل عام ، بالنسبة لمربع ثلاثي الحدود من النموذج فأس^2 + ب + ج ، يمكن العثور على رأس القطع المكافئ باستخدام الصيغة:

x=- \فارك {ب}{2 أ}
y=و (خ) = فأس^2 + بكس + ج

دعونا نطبق هذه الصيغة على تعبيرنا س^2-4 س + 2 أ. هنا أ = 2 و ب = -4. استبدل هذه القيم في الصيغة:

x=- \فارك{-4}{2 \ مرات 1}
x=2

وبالتالي ، فإن رأس القطع المكافئ سيكون له إحداثيات(2 ، و (2)). لإيجاد الحد الأدنى لقيمة التعبير عند رأس معين ، استبدل س = 2 في التعبير الأولي:

واو (2)=2^2-4 \ مرات 2 + 2 أ
واو (2)=4 - 8 + 2 أ
واو (2)=-4 + 2 أ

الآن ، لإيجاد أصغر قيمة للتعبير ، تحتاج إلى إيجاد الحد الأدنى لقيمة أ. للقيام بذلك ، نساوي -4 + 2 أ إلى الصفر ونحل المعادلة:

-4 + 2 أ=0
2 ألف=4
a=2

وبالتالي ، فإن أصغر قيمة للمعلمة أ ، حيث يكون التعبير س^2-4 س + 2 أ هو الحد الأدنى ، هو 2.

الرسم البياني والتحليل

لحل المشكلة والعثور على أصغر قيمة أ ، حيث يصل التعبير س^2-4 س + 2 أ إلى الحد الأدنى ، دعنا نحلل الرسم البياني الخاص به.

الرسم البياني لهذا التعبير هو القطع المكافئ ، لأن معامل لأعلى مصطلح (س^2) هو إيجابي. ويترتب على ذلك أن القطع المكافئ يفتح.

لتحديد أصغر قيمة ، تحتاج إلى العثور على قمة القطع المكافئ. يقع رأس القطع المكافئ عند النقطة ذات الإحداثيات (ص, ف) ، أين ص هو خراج الرأس و ف هو تنسيق الرأس.

في حالتنا ، لإيجاد رأس القطع المكافئ ، نستخدم الصيغة:

ع = - ب / 2 أ

أين أ, ب و ج هي معاملات هذا التعبير. في حالتنا ، أ = 1 ، ب = -4.

استبدل قيم المعاملات في الصيغة:

ع = - (-4) / 2*1

ع = 4/2

ع = 2

وبالتالي ، فإن الخراج من قمة الرأس من القطع المكافئ هو 2.

لتحديد تنسيق الرأس ، استبدل قيمة الإحداثي السيني في التعبير الأصلي:

ذ = (2)^2 — 4*(2) + 2 ألف

ص = 4 - 8 + 2 أ

تنسيق الرأس هو قيمة التعبير عند الإحداثي السيني للرأس. نظرا لأننا نريد أن يكون التعبير ضئيلا ، فنحن بحاجة إلى أن يكون مساويا للقيمة الدنيا.

وبالتالي ، فإن الحد الأدنى لقيمة التعبير هو:

ص = 4-8 + 2 دقيقة

لإيجاد أصغر قيمة لـ أ ، اضبط قيمة التعبير على 0 وحل المعادلة:

0 = 4-8 + 2 دقيقة

2 دقيقة = 8-4

2 دقيقة = 4

دقيقة = 2

وبالتالي ، فإن أصغر قيمة أ ، حيث يكون التعبير س^2-4 س + 2 أ هو الحد الأدنى ، هو 2.

العثور على أصغر قيمة ل

للعثور على أصغر قيمة أ في التعبير س^2-4 س + 2 أ ، حيث سيكون التعبير ضئيلا ، من الضروري استخدام نهج من التحليل الرياضي ، أي العثور على الحد الأدنى من الوظيفة.

التعبير س^2-4 س + 2 أ هو قطع مكافئ يمكن كتابته على شكل مربع ثلاثي الحدود.

للعثور على الحد الأدنى من الوظيفة ، يمكنك استخدام المشتق. أوجد مشتق التعبير س^2-4 س + 2 أ:

و ' (س) = 2 س-4

للعثور على الحد الأقصى (الحد الأقصى أو الحد الأدنى) للدالة ، من الضروري إيجاد النقاط التي يكون فيها المشتق صفرا.

مساواة المشتق إلى الصفر وحل المعادلة:

2 س - 4 = 0

من هذه المعادلة نحصل على:

س = 2

الآن ، للعثور على قيمة أ ، استبدل القيمة التي تم العثور عليها س في الوظيفة الأصلية:

واو(2) = 2^2 — 4*2 + 2 ألف

للعثور على أصغر قيمة أ ، من الضروري إيجاد الحد الأدنى لقيمة الوظيفة و(2). يتم الوصول إلى الحد الأدنى للدالة و(س) عند رأس القطع المكافئ ، لذلك نحتاج إلى إيجاد قيمة رأس القطع المكافئ. للقيام بذلك ، استخدم الصيغة:

س = - ب / (2 أ)

في حالتنا ، يساوي س إلى 2:

2 = -(-4) / (2*1)

بعد حساب هذا التعبير ، نحصل على:

أ = 2

وبالتالي ، فإن أصغر قيمة أ ، حيث يكون التعبير س^2-4 س + 2 أ هو الحد الأدنى ، هو 2.

أمثلة على الحلول

دعونا ننظر في بعض الأمثلة على حل مشكلة العثور على أصغر قيمة من أ ، حيث التعبير س^2-4 س + 2 أ سيكون الحد الأدنى.

  1. دع أ = 0.

    ثم يأخذ التعبير شكل س^2-4 س + 0.

    فتح الأقواس والحصول على: س^2-4 س.

    هذا التعبير المربع له شكل القطع المكافئ ، الذي يكون رأسه عند النقطة س = 2 والقيمة هي -4.

    وبالتالي ، بالنسبة إلى أ = 0 ، ستكون قيمة التعبير ضئيلة وتساوي -4.

  2. دع أ = 1.

    ثم يأخذ التعبير شكل س^2-4 س + 2.

    فتح الأقواس والحصول على: س^2-4 س + 2.

    هذا التعبير المربع له شكل القطع المكافئ ، الذي يكون رأسه عند النقطة س = 2 والقيمة هي -2.

    وبالتالي ، مع = 1 ، ستكون قيمة التعبير ضئيلة وتساوي -2.

  3. دع أ = -1.

    ثم يأخذ التعبير شكل س^2-4 س-2.

    فتح الأقواس والحصول على: س^2-4 س-2.

    هذا التعبير المربع له شكل القطع المكافئ ، الذي يكون رأسه عند النقطة س = 2 والقيمة هي -6.

    وبالتالي ، مع أ = -1 ، ستكون قيمة التعبير ضئيلة وتساوي -6.

يمكن أن نرى من الأمثلة أن قيمة التعبير س^2-4 س + 2 أ سيكون الحد الأدنى للقيم المختلفة للمعلمة أ. هذا يعني أن أصغر قيمة لـ أ يعتمد على التعبير المربع الأصلي.

تحسين التعبير

لنفكر في التعبير س^2-4 س + 2 أ ونرى كيف يمكننا إيجاد أصغر قيمة لـ أ ، حيث سيكون التعبير ضئيلا.

بادئ ذي بدء ، لاحظ أن هذا التعبير هو القطع المكافئ ، لأن أعلى مصطلح له معامل في س^2 بخلاف الصفر. سوف يتفرع القطع المكافئ لأعلى ، لأن المعامل عند س^2 موجب.

من المعروف أن القطع المكافئ له رأس ، وهو نقطة الحد الأدنى أو الأقصى للدالة التي يمثلها. للعثور على إحداثيات هذا الرأس ، لاحظ أنه إذا كتبنا التعبير الأصلي في النموذج س^2-4 س + 2 أ = (س-2)^2 — 4 + 2 أ ، عندها يمكننا عزل المربع ثلاثي الحدود (س — 2)^2. ثم نحصل على أن التعبير الأصلي هو (س-2)^2-4 + 2 أ.

وبالتالي ، يمكن ملاحظة أن قمة القطع المكافئ ستكون مساوية لـ (2 ، -4 + 2 أ). إذا أردنا أن يكون التعبير س^2-4 س + 2 أ ضئيلا ، فنحن بحاجة إلى أن يكون مساويا لرأس القطع المكافئ.

بما أن المعامل قبل س^2 موجب ، فإن قمة القطع المكافئ ستكون النقطة الدنيا. لذلك ، يجب أن يتم اختياره بحيث يكون رأس القطع المكافئ أعلى من جميع النقاط الأخرى للقطع المكافئ.

أي أننا بحاجة إلى إيجاد أصغر قيمة لـ أ ، حيث يكون التعبير 2 أ أكبر من أو يساوي -4.

لنستبعد أن التعبير يمكن أن يأخذ قيما سالبة. في هذه الحالة ، سيكون رقم سالب. ولكن نظرا لضربها في رقم موجب 2 ، فإن النتيجة ستكون دائما سالبة ولا يمكن أبدا أن تكون أكبر من أو تساوي -4.

نظرا لأن 2 أ يجب أن يكون أكبر من أو يساوي -4 ، نحصل على أن أ يجب أن يكون أكبر من أو يساوي -2.

وبالتالي ، فإن أصغر قيمة أ ، حيث يكون التعبير س^2-4 س + 2 أ هو الحد الأدنى ، هو -2.

التطبيق العملي

تصغير التعبير س^2-4 س + 2 أ يمكن أن يكون لها تطبيقات عملية في مختلف المجالات ، على سبيل المثال:

  • الرياضيات والفيزياء: عند حل مشاكل العثور على التطرف (الحد الأدنى أو الحد الأقصى) للوظائف ، التعبير س^2-4 س + 2 أ يمكن استخدامها لتحديد أصغر قيمة للمعلمة أ التي تصل عندها الوظيفة إلى الحد الأدنى.
  • الاقتصاد: بالنسبة لعمليات النمذجة في الاقتصاد أو تقييم العوامل الاقتصادية ، يمكن تقليل التعبير س^2-4 س +2 أ لتحديد أدنى قيمة للمعلمة أ ، حيث يتم تحقيق الحالة المثلى أو أقل التكاليف.
  • الهندسة: في المهام الهندسية المختلفة ، مثل تصميم النظام وتحسينه ، تقليل التعبير س^2-4 س+2 أ يمكن استخدامها لتحديد المعلمات المثلى للنظام أو المكونات التي تحقق الحد الأدنى من التكلفة أو أقصى أداء.

بشكل عام ، يمكن أن يكون تقليل التعبير س^2-4 س+ 2 أ مفيدا في العديد من المواقف المختلفة حيث يكون من الضروري تحديد أصغر قيمة للمعلمة أ من أجل تحقيق النتيجة المثلى أو تحديد المعلمات المثلى للنظام.

سؤال وجواب

لماذا هو ضروري للعثور على أصغر قيمة ل?

أصغر قيمة من أ يسمح لك بتحديد الحد الأدنى لقيمة التعبير س^2-4 س + 2 أ والعثور على الحد الأدنى للنقطة على الرسم البياني للدالة.

كيف يمكنني العثور على أصغر قيمة ل?

للعثور على أصغر قيمة أ ، من الضروري تطبيق طريقة إكمال المربعات أو حساب التفاضل والتكامل ، مما سيسمح لك بإيجاد معامل عند س يكون فيه التعبير س^2-4 س + 2 أ سيكون ضئيلا.

كيف يمكنني تطبيق طريقة إكمال مربع للعثور على أصغر قيمة ل?

لتطبيق طريقة إكمال المربع ، من الضروري إعادة كتابة التعبير س^2-4 س + 2 أ كمجموع مربعات تعبيرين وإيجاد المعامل أ الذي سيكون فيه التعبير الناتج له قيمة دنيا.

كيفية استخدام حساب التفاضل لإيجاد أصغر قيمة ل?

لاستخدام حساب التفاضل والتكامل ، من الضروري أخذ مشتق التعبير س^2-4 س + 2 أ ومساواته بالصفر. ثم استبدل القيمة التي تم العثور عليها س في التعبير الأصلي وحساب قيمة أ ، حيث سيكون التعبير ضئيلا.

هل من الممكن العثور على أصغر قيمة بيانيا?

نعم ، للعثور على أصغر قيمة أ ، يمكنك استخدام الطريقة الرسومية عن طريق رسم رسم بياني للوظيفة ص = س^2-4 س + 2 أ وتحديد الحد الأدنى للنقطة. سيكون تنسيق هذه النقطة هو أصغر قيمة لـ أ.