Liczbę 50 przedstaw w postaci takich dwóch liczb aby suma ich kwadratów była największa.



Odpowiedź :

Szczegółowe wyjaśnienie:

Interpretacja 1)

Zapiszmy liczbę [tex]50[/tex] jako sumę dwóch liczb:

[tex]$x+(50-x)=50$[/tex]

przy czym:

[tex]$x\in \mathbb{R}$[/tex]

Zapiszmy sumę kwadratów tych liczb:

[tex]$f(x)=x^2+2500-100x+x^2=2x^2-100x+2500$[/tex]

Otrzymaliśmy trójmian kwadratowy, który nie posiada maksimum, a jedynie minimum, widać to po współczynniku przy najwyższej potędze.  Oznacza to, że suma kwadratów tych liczb może być nieskończenie duża. Można prosto to wyjaśnić - istnieje możliwość doboru bardzo dużej liczby ujemnej oraz liczby dodatniej, której wartość bezwzględna jest o [tex]50[/tex] większa (od modułu ten pierwszej), w ten sposób możemy stwarzać coraz to większe sumy kwadratów (dążą one do nieskończoności).

Interpretacja 2)

Zapiszmy liczbę [tex]50[/tex] jako sumę dwóch liczb (gdy obie muszą być nieujemne):

[tex]$x+(50-x)=50$[/tex]

przy czym:

[tex]$x\in \mathbb{R}:x\geq 0 \ \ \wedge \ \ 50-x\geq 0 $[/tex]

Wynika z tego, że:

[tex]x\in \big\langle0 \ ; \ 50\rangle[/tex]

Zapiszmy sumę kwadratów tych liczb:

[tex]$f(x)=x^2+2500-100x+x^2=2x^2-100x+2500$[/tex]

Powyższy trójmian posiada minimum globalne, jednak analizując przedział możemy wyznaczyć maksimum. Będzie to rzecz jasna wartość dla argumentów z krańców przedziału. Sprawdźmy zatem:

[tex]$f(0)=2500$[/tex]

[tex]$f(50)=2500$[/tex]

Oznacza to, że jeśli rozpatrujemy tylko liczby nieujemne największa możliwa suma kwadratów takich liczb jest równa [tex]2500[/tex] i ma to miejsce dla liczb [tex]0[/tex] oraz [tex]50[/tex] gdyż:

[tex]$0^2+50^2=2500$[/tex]