VALOAREA MINIMĂ A UNEI EXPRESII și valoarea maximă - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)

Echipa Școala Virtuală · materie predată pe video de prof. Alexandra Pavel · publicat

Ca să afli valoarea minimă a unei expresii, o scrii sub forma (x−a)2+b. Cum un pătrat nu poate fi negativ, expresia este cel puțin b, iar valoarea minimă b se obține pentru x=a. Mai jos găsești metoda formării pătratului perfect, cazul valorii maxime și 9 exerciții rezolvate pas cu pas, de la ușor la greu.

Metoda pătratului perfect

Totul pornește de la o singură proprietate: pătratul oricărui număr real este mai mare sau egal cu zero, iar egalitatea are loc doar când numărul este zero.

(x−a)2≥0,  pentru orice x∈ℝ

Valoarea minimă. Dacă adaugi b în ambele părți, obții (x−a)2+b≥b. Deci expresia E(x)=(x−a)2+b nu coboară niciodată sub b, iar pentru x=a pătratul este 0 și E(a)=b. Așadar valoarea minimă este b și se atinge pentru x=a.

Valoarea maximă. La E(x)=b−(x−a)2 scazi din b un număr pozitiv sau zero, deci E(x)≤b. Valoarea maximă este b, tot pentru x=a. O astfel de expresie nu are valoare minimă.

Cum formezi pătratul perfect. Pornești de la x2+px+q. Scrii termenul din mijloc ca dublu produs, px= 2⋅x⋅p2, apoi adaugi și scazi (p2)2:

x2−6x+11= x2−2⋅x⋅3+9−9+11

x2−6x+11= (x−3)2+2

Aici valoarea minimă este 2, pentru x=3. Folosești formulele de calcul prescurtat (x±a)2= x2±2ax+a2. Dacă termenul cu x2 are semnul minus, dai întâi factor comun pe −1 și obții o expresie cu valoare maximă. Aceeași idee merge și cu modulul, pentru că și |x−a|≥0: expresia |x−a|+b are valoarea minimă b.

Exerciții rezolvate : valoarea minimă a unei expresii

Încearcă întâi singur, apoi deschide rezolvarea și compară pașii.

EXERCIȚIUL 1Expresia este deja pătrat plus numărușor

Află valoarea minimă a expresiei E(x)=(x−5)2+3, x∈ℝ, și numărul x pentru care se obține.

Rezolvare pas cu pas
  1. Pentru orice număr real x, (x−5)2≥0.
  2. Adaugi 3: (x−5)2+3≥3, deci E(x)≥3.
  3. Egalitatea are loc când x−5=0, adică x=5: E(5)=0+3=3.

Răspuns: valoarea minimă este 3, pentru x=5

EXERCIȚIUL 2O expresie cu valoare maximăușor

Află valoarea maximă a expresiei E(x)=7−(x+2)2, x∈ℝ.

Rezolvare pas cu pas
  1. (x+2)2≥0, deci din 7 se scade mereu un număr pozitiv sau zero.
  2. Rezultă E(x)≤7.
  3. Valoarea 7 se obține când x+2=0, adică x=−2.
  4. Expresia nu are valoare minimă: cu cât x se depărtează de −2, cu atât E(x) scade mai mult.

Răspuns: valoarea maximă este 7, pentru x=−2

EXERCIȚIUL 3Primul pătrat format de tineușor

Scrie expresia E(x)=x2−8x+20 sub forma (x−a)2+b și află valoarea ei minimă.

Rezolvare pas cu pas
  1. 8x= 2⋅x⋅4, deci îți trebuie 42=16 ca să formezi pătratul (x−4)2.
  2. E(x)= x2−8x+16+4= (x−4)2+4, pentru că 20=16+4.
  3. (x−4)2≥0, deci E(x)≥4, cu egalitate pentru x=4.

Răspuns: E(x)=(x−4)2+4; valoarea minimă este 4, pentru x=4

EXERCIȚIUL 4Minimul poate fi negativmediu

Află valoarea minimă a expresiei E(x)= x2+10x+18, x∈ℝ.

Rezolvare pas cu pas
  1. 10x= 2⋅x⋅5, deci adaugi și scazi 52=25.
  2. E(x)= x2+10x+25−25+18= (x+5)2−7.
  3. (x+5)2≥0, deci E(x)≥−7.
  4. Valoarea −7 se obține pentru x+5=0, adică x=−5. Valoarea minimă poate fi un număr negativ.

Răspuns: valoarea minimă este −7, pentru x=−5

EXERCIȚIUL 5Coeficientul lui x² nu este 1mediu

Află valoarea minimă a expresiei E(x)= 4x2−12x+13, x∈ℝ.

Rezolvare pas cu pas
  1. 4x2=(2x)2 și 12x= 2⋅2x⋅3, deci pătratul căutat este (2x−3)2= 4x2−12x+9.
  2. E(x)= 4x2−12x+9+4= (2x−3)2+4.
  3. (2x−3)2≥0, deci E(x)≥4.
  4. Egalitate pentru 2x−3=0, adică x=32.

Răspuns: valoarea minimă este 4, pentru x=32

EXERCIȚIUL 6Semnul minus în fața lui x²mediu

Află valoarea maximă a expresiei E(x)=−x2+6x−2, x∈ℝ.

Rezolvare pas cu pas
  1. Dai factor comun pe −1 la primii doi termeni: E(x)= −(x2−6x)−2.
  2. Formezi pătratul în paranteză: x2−6x= (x−3)2−9.
  3. E(x)= −[(x−3)2−9]−2= −(x−3)2+9−2= 7−(x−3)2.
  4. Deci E(x)≤7, cu egalitate pentru x=3.

Răspuns: valoarea maximă este 7, pentru x=3

EXERCIȚIUL 7Două variabile, două pătrategreu

Află valoarea minimă a expresiei E(x,y)= x2+y2−6x+4y+15, unde x și y sunt numere reale, și perechea (x,y) pentru care se obține.

Rezolvare pas cu pas
  1. Grupezi termenii după variabile: E= (x2−6x)+(y2+4y)+15.
  2. x2−6x= (x−3)2−9 și y2+4y= (y+2)2−4.
  3. E= (x−3)2+(y+2)2−9−4+15= (x−3)2+(y+2)2+2.
  4. Suma a două pătrate este cel puțin 0, deci E≥2. Egalitatea cere ca ambele pătrate să fie zero: x=3 și y=−2.

Răspuns: valoarea minimă este 2, pentru x=3 și y=−2

EXERCIȚIUL 8Maximul unei fracțiigreu

Află valoarea maximă a expresiei F(x)= 12x2−2x+4, x∈ℝ.

Rezolvare pas cu pas
  1. Numitorul se scrie x2−2x+4= (x−1)2+3, deci este cel puțin 3 și nu se anulează niciodată.
  2. Numărătorul 12 este fix. O fracție cu numărător pozitiv fix este cu atât mai mare cu cât numitorul este mai mic.
  3. Cel mai mic numitor este 3, pentru x=1. Atunci F(1)= 123= 4.
  4. Pentru orice alt x, numitorul este mai mare decât 3, deci F(x) este mai mic decât 4.

Răspuns: valoarea maximă este 4, pentru x=1

EXERCIȚIUL 9Tip Evaluare Națională: calcul, minim și numere întregigreu

Se consideră expresia E(x)= (x+2)2+(x−4)2−x2, unde x este număr real. a) Arată că E(x)=x2−4x+20. b) Arată că E(x)≥16, pentru orice număr real x. c) Determină numerele întregi x pentru care E(x)≤20.

Rezolvare pas cu pas
  1. a) (x+2)2= x2+4x+4 și (x−4)2= x2−8x+16.
  2. E(x)= x2+4x+4+x2−8x+16−x2= x2−4x+20.
  3. b) E(x)= x2−4x+4+16= (x−2)2+16. Cum (x−2)2≥0, rezultă E(x)≥16.
  4. c) E(x)≤20 înseamnă (x−2)2+16≤20, adică (x−2)2≤4, deci |x−2|≤2.
  5. Rezultă −2≤x−2≤2, adică 0≤x≤4. Numerele întregi sunt 0,1,2,3,4.

Răspuns: a) demonstrat; b) E(x)= (x−2)2+16≥16; c) x∈{0, 1, 2, 3, 4}

Cum recunoști un exercițiu pe valoarea minimă a unei expresii

  • Enunțul cere „valoarea minimă”, „valoarea maximă”, „cea mai mică valoare” sau „arată că E(x)≥ un număr”.
  • Expresia conține x2 și x la puterea întâi: completezi pătratul perfect.
  • Expresia are două variabile, fiecare la pătrat: formezi câte un pătrat pentru fiecare variabilă și aduni ce rămâne.

Greșeli frecvente la valoarea minimă a unei expresii

  • Adaugi un număr ca să formezi pătratul, dar uiți să-l scazi. Dacă la x2−6x+11 adaugi 9, trebuie să scazi imediat tot 9. Altfel ai schimbat expresia, nu ai rescris-o.
  • Încurci valoarea minimă cu numărul x pentru care se atinge. La (x−4)2+1, valoarea minimă este 1 (rezultatul expresiei), iar ea se atinge pentru x=4. Sunt două răspunsuri diferite și le scrii pe amândouă.
  • Semnul greșit la x. Din (x+5)2 rezultă x=−5, nu x=5. Pune condiția ca paranteza să fie zero și rezolvă ecuația.

Exersează : valoarea minimă a unei expresii

Din același capitol

Întrebări frecvente despre valoarea minimă a unei expresii

Orice expresie are o valoare minimă?

Nu. O expresie de forma (x−a)2+b are valoare minimă, dar nu are valoare maximă. Una de forma b−(x−a)2 are valoare maximă, dar nu are minimă. O expresie de gradul întâi, ca 2x+1, nu are nici minim, nici maxim pe mulțimea numerelor reale.

Cum știu ce număr adaug ca să formez pătratul?

Iei coeficientul lui x, îl împarți la 2 și ridici rezultatul la pătrat. La x2−10x: 10:2=5, iar 52=25, deci x2−10x= (x−5)2−25.

Trebuie să scriu și pentru ce x se atinge minimul?

Da. Ca să arăți că b chiar este valoarea minimă (nu doar o margine), trebuie să arăți că expresia ajunge la b pentru un anumit x. Fără acest (x), demonstrația este incompletă.

Vrei să stăpânești toată materia, nu doar acest subiect?

Lecții video cu profesori, teste și fișe de lucru pentru tot gimnaziul - într-un singur abonament.

Abonează-te - 5 lei prima lună →

Vrei mai mult? Vezi toate resursele de matematică pentru clasele 5-8 →

Verifică-te: 5 întrebări

Alege un răspuns și vezi imediat dacă e corect. Nu se salvează nimic, îl poți relua oricând.

  1. 1. Care este valoarea minimă a expresiei  x2−6x+11 ?

  2. 2. Expresia  −x2+4x−1  are un maxim sau un minim? Care este acea valoare?

  3. 3. Pentru ce valoare a lui  x  expresia  (x+5)2+7  atinge valoarea minimă?

  4. 4. Care este valoarea maximă a expresiei  3−(x−1)2 ?

  5. 5. Care dintre expresiile de mai jos are valoarea minimă egală cu  0 ?

Despre acest articol

Redactat de
Echipa editorială Școala Virtuală. Răspundem de conținutul lui și îl corectăm când găsim o greșeală.
Pe ce se bazează
Programa școlară în vigoare pentru gimnaziu, la matematică - aceleași noțiuni, în aceeași ordine în care se predau la clasă.
Cine predă tema
Alexandra Pavel, profesor de matematică cu 15 ani la catedră, predă lecțiile video de matematică pentru clasele V-VIII.
Publicat