Ελάχιστο για ύπαρξη

Συντονιστές: achilleas, emouroukos, silouan

Άβαταρ μέλους
Al.Koutsouridis
Δημοσιεύσεις: 1971
Εγγραφή: Πέμ Ιαν 30, 2014 11:58 pm
Τοποθεσία: Αθήνα

Ελάχιστο για ύπαρξη

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Al.Koutsouridis »

Να βρείτε την ελάχιστη από τις τιμές του x, για την οποία υπάρχουν αριθμοί y,z, που ικανοποιούν την εξίσωση
x^2+2y^2+z^2 +xy-xz-yz =1 (x,y,z πραγματικοί).
Τελευταία επεξεργασία από το μέλος Al.Koutsouridis την Τρί Μάιος 23, 2017 10:49 am, έχει επεξεργασθεί 2 φορές συνολικά.

Ετικέτες:
Κατερινόπουλος Νικόλας
Δημοσιεύσεις: 657
Εγγραφή: Κυρ Μαρ 05, 2017 3:24 pm
Τοποθεσία: Καλαμάτα, Μεσσηνία

Re: Ελάχιστο για ύπαρξη

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Κατερινόπουλος Νικόλας »

Al.Koutsouridis έγραψε:Να βρείτε την ελάχιστη από τις τιμές του x, για την οποία υπάρχουν αριθμοί y,z, που ικανοποιούν την εξίσωση
x^2+2y^2+z^2 +xy-xz-yz =1
To x είναι πραγματικός;
Άβαταρ μέλους
Al.Koutsouridis
Δημοσιεύσεις: 1971
Εγγραφή: Πέμ Ιαν 30, 2014 11:58 pm
Τοποθεσία: Αθήνα

Re: Ελάχιστο για ύπαρξη

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Al.Koutsouridis »

Κατερινόπουλος Νικόλας έγραψε:
To x είναι πραγματικός;
Ναι όλοι οι αριθμοί είναι πραγματικοί.
Άβαταρ μέλους
Ορέστης Λιγνός
Δημοσιεύσεις: 1864
Εγγραφή: Κυρ Μάιος 08, 2016 7:19 pm
Τοποθεσία: Χαλάνδρι Αττικής
Επικοινωνία:

Re: Ελάχιστο για ύπαρξη

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Ορέστης Λιγνός »

Η απάντησή μου στο hide, λύση το απόγευμα.
Κερδίζουμε ό,τι τολμούμε!
dement
Διευθύνον Μέλος
Δημοσιεύσεις: 1419
Εγγραφή: Τρί Δεκ 23, 2008 10:11 am

Re: Ελάχιστο για ύπαρξη

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από dement »

Θέτοντας a \equiv \cos (\pi / 8), b \equiv \sin (\pi / 8) κάνουμε τον μετασχηματισμό Y \equiv ay - bz, Z \equiv by + az και η εξίσωση γίνεται

\displaystyle x^2 + \frac{3+\sqrt{2}}{2} Y^2 + \frac{3-\sqrt{2}}{2} Z^2 + x (aY + bZ - aZ + bY) = 1

(γιατί \displaystyle a^2 = \frac{\sqrt{2}+1}{2 \sqrt{2}}, b^2 = \frac{\sqrt{2}-1}{2 \sqrt{2}}, ab = \frac{1}{2 \sqrt{2}}).

Συμπληρώνοντας τα τετράγωνα έχουμε

\displaystyle \frac{3+\sqrt{2}}{2} \left( Y + \frac{a+b}{3+\sqrt{2}} x \right)^2 + \frac{3-\sqrt{2}}{2} \left( Z - \frac{a-b}{3-\sqrt{2}} x \right)^2 + \frac{5}{7} x^2 = 1

(χρησιμοποιώντας \displaystyle a^2+b^2=1, ab = \frac{1}{2\sqrt{2}})

Έτσι, η ελάχιστη τιμή του x είναι \displaystyle - \sqrt{\frac{7}{5}}.
Δημήτρης Σκουτέρης

Τα μαθηματικά είναι η μοναδική επιστήμη που θα μπορούσε κανείς να εξακολουθήσει να ασκεί αν κάποτε ξυπνούσε και το σύμπαν δεν υπήρχε πλέον.
ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ
Δημοσιεύσεις: 3714
Εγγραφή: Πέμ Φεβ 27, 2014 9:05 am
Τοποθεσία: ΧΑΛΚΙΔΑ- ΑΘΗΝΑ-ΚΡΗΤΗ

Re: Ελάχιστο για ύπαρξη

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ »

Al.Koutsouridis έγραψε:Να βρείτε την ελάχιστη από τις τιμές του x, για την οποία υπάρχουν αριθμοί y,z, που ικανοποιούν την εξίσωση
x^2+2y^2+z^2 +xy-xz-yz =1 (x,y,z πραγματικοί).
Μετά την λύση του Δημήτρη δίνω μια πιο στοιχειώδη λύση.

Θεωρώντας την σχέση τριώνυμο ως προς y
θα πρέπει η διακρίνουσα του να είναι μη αρνητική.

Δηλαδή -7z^{2}+6zx-7x^{2}+8\geq 0

Η τελευταία είναι τριώνυμο ως προς z με μεγιστοβάθμιο συντελεστή αρνητικό.
Ετσι θα πρέπει η διακρίνουσα του να είναι μη αρνητική.

Αυτή είναι 4(56-40x^{2})

Από την τελευταία συνάγουμε ότι η ελάχιστη τιμή του x είναι -\sqrt{\frac{7}{5}}
καθώς και ότι η μέγιστη είναι \sqrt{\frac{7}{5}}

Θα περιγράψω και μία δεύτερη λύση εκτός φακέλου.
Η αρχική σχέση γράφεται

(\dfrac{x+y}{\sqrt{2}})^{2}+(\dfrac{x-z}{\sqrt{2}})^{2}+(\dfrac{y-z}{\sqrt{2}})^{2}+y^{2}=1
που μας δείχνει ότι είναι μια κλειστή επιφάνεια.

Ετσι σίγουρα το x παίρνει μέγιστη και ελάχιστη τιμή.

Στα σημεία που παίρνει μέγιστη και ελάχιστη τιμή θα μπορώ να εκφράσω το x σαν συνάρτηση των y,z

Δηλαδή x=f(y,z)
Αντικαθιστούμε στην αρχική και παραγωγίζουμε ως προς y και μετά ως προς z
(f_{y}=f_{y}(y,z) είναι η μερική παράγωγος)

θα πάρουμε
2ff_{y}+4y+f+yf_{y}-f_{y}z-z=0\wedge2ff_{z}+2z-f+yf_{z}-f_{z}z-y=0

Εκεί που παίρνει μέγιστη η ελάχιστη τιμή θα είναι f_{y}=0,f_{z}=0

Αρα 4y+f-z=0\wedge 2z-f-y=0

Λύνοντας το σύστημα παίρνουμε

f=-7y,z=-3y

Αντικαθιστώντας στην αρχική βρίσκουμε y=+_{-}\dfrac{1}{\sqrt{35}}

οπότε αντικαθιστώντας παίρνουμε την μέγιστη και ελάχιστη τιμή του x
Άβαταρ μέλους
Al.Koutsouridis
Δημοσιεύσεις: 1971
Εγγραφή: Πέμ Ιαν 30, 2014 11:58 pm
Τοποθεσία: Αθήνα

Re: Ελάχιστο για ύπαρξη

#7

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Al.Koutsouridis »

Οι κ. Δημήτρης και Σταύρος ανέδειξαν το πως και από που μπορεί να δημιουργηθεί ένα τέτοιο πρόβλημα. Πιστεύω ο Ορέστης έκανε ότι ο κ.Σταύρος αρχικά, απλά άφησε αριθμητικό λάθος.

Πηγή: Εισαγωγικές εξετάσεις του Μηχανικό-Μαθηματικού Μόσχας, 1989.
Απάντηση

Επιστροφή στο “Άλγεβρα - Επίπεδο Θαλή/Ευκλείδη (Seniors)”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης