Mati pochopil, že sa s Marekom nemôže porovnávať, a tak túto úlohu prenechal na Teri.
Teri porovnáva Matiho a Mareka, ktorí si za svojich reprezentantov zvolili dve nezáporné reálne čísla $x$, $y$ také, že $x+y=2$. Dokážte, že $$x^2 y^2 (x^2+y^2) \leq 2.$$
Opravovatelia
David [email protected]
Vzorové riešenie tejto úlohy si môžeš pozrieť aj ako video na našom YouTube kanáli www.youtube.com/KorMatSem.
Na začiatok si všimnime, že nejakým spôsobom by sme z rovnice $x+y=2$ chceli dostať jednu premennú a tú dosadiť do nerovnice. Chceme to ale urobiť tak šikovne, aby sa nám tam aj čosi vykrátilo alebo sčítalo na nulu. Chceme teda skúsiť použiť nejaký vzorec na úpravu kvadratického výrazu, pričom členy veľmi rýchlo ubúdajú výrazu $(a+b)\cdot(a-b)=a^2-b^2$. Vhodnou substitúciou sa teda javí $$x=1+t,$$$$y=1-t,$$kde $t\in\langle-1;1\rangle$. Dosadením potom dostaneme $$\begin{align} (1+t)^2\cdot(1-t)^2\cdot((1+t)^2+(1-t)^2)&=(1-t^2)^2\cdot(1+2t+t^2+1-2t+t^2)=(1-t^2)\cdot(1-t^2)\cdot(2+2t^2)=\ &=2\cdot(1-t^2)\cdot(1-t^2)\cdot(1+t^2)=2\cdot(1-t^2)\cdot(1-t^4).\end{align}$$ Teraz si všimnime, že $t\in\langle-1;1\rangle$. To znamená, $0\leq t^2 \leq 1,0\leq t^4 \leq 1$ (všimnime si, že vďaka párnej mocnine je znamienko irelevantné), teda že $0\leq 1-t^2 \leq 1,0\leq 1-t^4 \leq 1$ a teda že $2\cdot(1-t^2)\cdot(1-t^4)\leq 2\cdot 1\cdot 1=2$, čo sme aj chceli dokázať.
Korešpondenčný matematický seminár zastrešuje občianske združenie Trojsten.
Trojsten, o.z.
FMFI UK, Mlynská dolina
842 48 Bratislava
Intenzívny matematický zážitok v lete
Tímová matematická súťaž pre stredoškolákov
Knižnica všemožných matematických múdrostí