{"id":"matematyka-2014-maj-matura-podstawowa/zad/27","paper_id":"matematyka-2014-maj-matura-podstawowa","number":"27","points":2,"ptype":"open","subject":"matematyka","category":"matura","year":2014,"month":"maj","level":"podstawowa","text":"Zadanie 27. (2 pkt)\nRozwiąż równanie\n3\n2\n9\n18\n4\n8\n0\nx\nx\nx\n\n\n\n\nOdpowiedź:\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n26.\n27.\nMaks. liczba pkt\n2\n2\nUzyskana liczba pkt\n\nPoziom podstawowy\n12\nRozwiąż równanie 9x^3+18x^2-4x-8 = 0.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 27. (0-2)\nRozwiąż równanie\n3\n2\n9\n18\n4\n8\n0\nx\nx\nx\n\n\n\nWykorzystanie i tworzenie\ninformacji\nRozwiązywanie równań wielomianowych metodą rozkładu\nna czynniki (I.3.d)\nRozwiązanie (I sposób - metoda grupowania)\nPrzedstawiamy lewą stronę równania w postaci iloczynu, stosując metodę grupowania\nwyrazów\n\n\n\n\n2\n9\n2\n4\n2\n0\nx\nx\nx\n\n\n\n\nlub \n\n\n\n2\n2\n9\n4\n2 9\n4\n0\nx\nx\nx\n\n\n\n\n, stąd\n\n\n\n2\n2\n9\n4\n0\nx\nx\n\n\n\nZatem\n2\nx  lub\n2\n3\nx \nlub\n2\n3\nx \nSchemat oceniania I sposobu rozwiązania\nZdający otrzymuje 1 pkt\ngdy zapisze lewą stronę równania w postaci iloczynu, np.: \n\n\n2\n2\n9\n4\nx\nx\n\n\n, i na tym\npoprzestanie lub dalej popełni błąd.\nZdający otrzymuje 2 pkt\ngdy wyznaczy bezbłędnie wszystkie rozwiązania równania:\n2\nx  lub\n2\n3\nx \nlub\n2\n3\nx \nRozwiązanie (II sposób - metoda dzielenia)\nStwierdzamy, że liczba 2\n jest pierwiastkiem wielomianu\n3\n2\n9\n18\n4\n8\nx\nx\nx\n\n\n. Dzielimy\nten wielomian przez dwumian \n\n2\nx \ni otrzymujemy iloraz\n2\n(9\n4)\nx \n. Obliczamy\npierwiastki trójmianu\n2\n(9\n4)\nx \n: 1\n2\n3\nx \noraz\n2\n2\n3\nx \n. Zatem\n2\nx  lub\n2\n3\nx \nlub\n2\n3\nx \nalbo\nStwierdzamy, że liczba\n2\n3\n\njest pierwiastkiem wielomianu\n3\n2\n9\n18\n4\n8\nx\nx\nx\n\n\n. Dzielimy\nten wielomian przez dwumian\n2\n3\nx\n\n\n\n\n\n\n\ni otrzymujemy iloraz\n2\n(9\n12\n12)\nx\nx\n\n\n. Obliczamy\nwyróżnik trójmianu\n2\n(9\n12\n12)\nx\nx\n\n\n:\n\n\n2\n12\n4 9\n12\n576\n\n\n\n. Stąd pierwiastkami\n8\nKryteria oceniania odpowiedzi - poziom podstawowy\ntrójmianu są liczby 1\n12\n24\n2\n18\nx\n\n\n\n oraz\n2\n12\n24\n2\n18\n3\nx\n\n\n\n\n. Zatem\n2\nx  lub\n2\n3\nx \nlub\n2\n3\nx \nalbo\nStwierdzamy, że liczba 2\n3 jest pierwiastkiem wielomianu\n3\n2\n9\n18\n4\n8\nx\nx\nx\n\n\n. Dzielimy\nten wielomian przez dwumian\n2\n3\nx\n\n\n\n\n\n\n\ni otrzymujemy iloraz\n2\n(9\n24\n12)\nx\nx\n\n\n. Obliczamy\nwyróżnik trójmianu:\n2\n24\n4 9 12\n144\n\n\n\n. Stąd pierwiastkami trójmianu są liczby\n1\n24 12\n2\n18\nx\n\n\n\n oraz\n2\n24 12\n2\n18\n3\nx\n\n\n\n\n. Zatem\n2\nx  lub\n2\n3\nx \nlub\n2\n3\nx \nSchemat oceniania II sposobu rozwiązania\nZdający otrzymuje 1 pkt\ngdy:\n podzieli wielomian\n3\n2\n9\n18\n4\n8\nx\nx\nx\n\n\n przez dwumian \n\n2\nx \n, otrzyma iloraz\n2\n(9\n4)\nx \ni na tym poprzestanie lub dalej popełni błąd\nalbo\n podzieli wielomian\n3\n2\n9\n18\n4\n8\nx\nx\nx\n\n\n przez dwumian\n2\n3\nx\n\n\n\n\n\n\n\n, otrzyma iloraz\n2\n(9\n24\n12)\nx\nx\n\n\ni na tym poprzestanie lub dalej popełni błąd\nalbo\n podzieli wielomian\n3\n2\n9\n18\n4\n8\nx\nx\nx\n\n\n przez dwumian\n2\n3\nx\n\n\n\n\n\n\n\n, otrzyma iloraz\n2\n(9\n12\n12)\nx\nx\n\n\ni na tym poprzestanie lub dalej popełni błąd\nalbo\n podzieli wielomian\n3\n2\n8\n12\n2\n3\nx\nx\nx\n\n\n przez trójmian kwadratowy, np.\n2\n(9\n4)\nx \n,\ni na tym poprzestanie lub dalej popełni błąd.\nZdający otrzymuje 2 pkt\ngdy wyznaczy bezbłędnie wszystkie rozwiązania równania:\n2 2\n2,\n,\n3 3\n\n\nUwaga\nJeżeli w zapisie rozwiązania występuje jedna usterka, to za takie rozwiązanie zdający może\notrzymać co najwyżej 1 punkt.\n9\nKryteria oceniania odpowiedzi - poziom podstawowy","solution":"## Poprawna odpowiedź: nierówność jest prawdziwa dla wszystkich \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\)\n\nZadanie polega na **udowodnieniu** nierówności:\n\\[\\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2 \\le \\frac{a^2+b^2}{2}\\]\n\n## Sposób 1 - przekształcenie do równoważnej nierówności (metoda algebraiczna)\n\n**Idea:** Sprowadzamy nierówność do postaci, którą łatwo uzasadnić (np. kwadrat liczby jest nieujemny).\n\n**Krok 1.** Pomnóż obie strony przez \\(4 > 0\\) (kierunek nierówności się nie zmienia):\n\\[(a+b)^2 \\le 2(a^2+b^2)\\]\n\n**Krok 2.** Rozwiń lewą stronę korzystając ze wzoru skróconego mnożenia:\n\\[a^2 + 2ab + b^2 \\le 2a^2 + 2b^2\\]\n\n**Krok 3.** Przenieś wszystko na prawą stronę:\n\\[0 \\le 2a^2 + 2b^2 - a^2 - 2ab - b^2\\]\n\\[0 \\le a^2 - 2ab + b^2\\]\n\n**Krok 4.** Rozpoznaj wzór skróconego mnożenia:\n\\[0 \\le (a - b)^2\\]\n\n**Wniosek:** Kwadrat każdej liczby rzeczywistej jest nieujemny, czyli \\((a-b)^2 \\ge 0\\) **dla wszystkich** \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\). Zachodzi równość dokładnie wtedy, gdy \\(a = b\\).\n\nPonieważ wszystkie przekształcenia były równoważne (mnożenie przez \\(4 > 0\\), przenoszenie wyrazów), nierówność wyjściowa jest prawdziwa dla każdych \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\). \\(\\blacksquare\\)\n\n## Sposób 2 - bezpośrednie rozwinięcie obu stron i porównanie\n\n**Idea:** Zamiast mnożyć przez 4, bezpośrednio rozwijamy lewą stronę i pokazujemy, że różnica \\(\\text{prawa} - \\text{lewa} \\ge 0\\).\n\n**Krok 1.** Oblicz lewą stronę:\n\\[\\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2 = \\frac{(a+b)^2}{4} = \\frac{a^2 + 2ab + b^2}{4}\\]\n\n**Krok 2.** Oblicz różnicę \\(\\frac{a^2+b^2}{2} - \\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2\\):\n\\[\\frac{a^2+b^2}{2} - \\frac{a^2 + 2ab + b^2}{4}\\]\n\n**Krok 3.** Sprowadź do wspólnego mianownika \\(4\\):\n\\[\\frac{2(a^2+b^2)}{4} - \\frac{a^2 + 2ab + b^2}{4} = \\frac{2a^2 + 2b^2 - a^2 - 2ab - b^2}{4}\\]\n\\[= \\frac{a^2 - 2ab + b^2}{4} = \\frac{(a-b)^2}{4}\\]\n\n**Krok 4.** Ponieważ \\((a-b)^2 \\ge 0\\) dla wszystkich \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\), mamy:\n\\[\\frac{(a-b)^2}{4} \\ge 0\\]\n\nZatem:\n\\[\\frac{a^2+b^2}{2} - \\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2 \\ge 0 \\implies \\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2 \\le \\frac{a^2+b^2}{2} \\quad \\blacksquare\\]\n\n## Wzory z karty CKE\n\n**Dział 6 (Wzory skróconego mnożenia, s. 7)**\n\\[(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2\\]\n\\[(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2\\]\nUżyliśmy obu wzorów przy rozwijaniu wyrażeń w krokach 2-3 obu sposobów.\n\n**Dział 2 (Potęgi i pierwiastki, s. 4-5)** - własność ogólna:\nDla dowolnej liczby rzeczywistej \\(x\\): \\(x^2 \\ge 0\\), ze szczególnym przypadkiem \\((a-b)^2 \\ge 0\\). To jest serce całego dowodu.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie wystarczy sprawdzić nierówność dla kilku przykładowych wartości (np. \\(a=2, b=4\\)). Dowód musi działać **dla wszystkich** \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\) - musisz dojść do tożsamości lub oczywistej własności.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy mnożeniu obu stron nierówności przez liczbę ujemną kierunek nierówności się odwraca! Tutaj mnożymy przez \\(4 > 0\\), więc kierunek zostaje - ale zawsze sprawdź znak!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Równość \\(\\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2 = \\frac{a^2+b^2}{2}\\) zachodzi dokładnie wtedy, gdy \\(a = b\\). To warto zauważyć - oznacza, że nierówność jest **ostra** dla \\(a \\ne b\\). Jeśli zadanie pyta o warunek równości, odpowiedź brzmi: \\(a = b\\).\n\n### Dowód\n\n**Krok 1. Przekształcenie nierówności równoważnie**\nZaczynamy od nierówności, którą mamy wykazać:\n\\[\\left(\\dfrac{a+b}{2}\\right)^2 \\le \\dfrac{a^2+b^2}{2}.\\]\n\nLewa strona: \\(\\dfrac{(a+b)^2}{4}\\). Mnożymy obie strony przez \\(4\\) (dodatnie, nierówność zachowana):\n\\[(a+b)^2 \\le 2(a^2+b^2).\\]\n\n**Krok 2. Rozwijamy kwadrat**\n\\[(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2.\\]\nNierówność:\n\\[a^2 + 2ab + b^2 \\le 2a^2 + 2b^2.\\]\n\n**Krok 3. Przenosimy wszystko na jedną stronę**\n\\[0 \\le 2a^2 + 2b^2 - a^2 - 2ab - b^2 = a^2 - 2ab + b^2 = (a-b)^2.\\]\n\n**Krok 4. Wniosek**\nKwadrat każdej liczby rzeczywistej jest nieujemny: \\((a-b)^2 \\ge 0\\) dla każdych \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\). Wszystkie przekształcenia były równoważne, więc wyjściowa nierówność też jest prawdziwa.\n\n**Uwaga:** Równość zachodzi \\(\\iff a=b\\).\n\n\\(\\blacksquare\\)","image":"img/matematyka-2014-maj-matura-podstawowa/zad-27.webp","solution_image":"img/matematyka-2014-maj-matura-podstawowa/sol-27.svg","topics":"wielomiany","page_from":11,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"site","source_label":"Matematyka · Matura · maj 2014 (podstawowa)","subject_label":"Matematyka","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 27. (2 pkt)<br>Rozwiąż równanie<br>3<br>2<br>9<br>18<br>4<br>8<br>0<br>x<br>x<br>x<br><br><br><br><br>Odpowiedź:<br>Wypełnia<br>egzaminator<br>Nr zadania<br>26.<br>27.<br>Maks. liczba pkt<br>2<br>2<br>Uzyskana liczba pkt</p>\n<p>Poziom podstawowy<br>12<br>Rozwiąż równanie 9x^3+18x^2-4x-8 = 0.</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 27. (0-2)<br>Rozwiąż równanie<br>3<br>2<br>9<br>18<br>4<br>8<br>0<br>x<br>x<br>x<br><br><br><br>Wykorzystanie i tworzenie<br>informacji<br>Rozwiązywanie równań wielomianowych metodą rozkładu<br>na czynniki (I.3.d)<br>Rozwiązanie (I sposób - metoda grupowania)<br>Przedstawiamy lewą stronę równania w postaci iloczynu, stosując metodę grupowania<br>wyrazów<br><br><br><br><br>2<br>9<br>2<br>4<br>2<br>0<br>x<br>x<br>x<br><br><br><br><br>lub <br><br><br><br>2<br>2<br>9<br>4<br>2 9<br>4<br>0<br>x<br>x<br>x<br><br><br><br><br>, stąd<br><br><br><br>2<br>2<br>9<br>4<br>0<br>x<br>x<br><br><br><br>Zatem<br>2<br>x  lub<br>2<br>3<br>x <br>lub<br>2<br>3<br>x <br>Schemat oceniania I sposobu rozwiązania<br>Zdający otrzymuje 1 pkt<br>gdy zapisze lewą stronę równania w postaci iloczynu, np.: <br><br><br>2<br>2<br>9<br>4<br>x<br>x<br><br><br>, i na tym<br>poprzestanie lub dalej popełni błąd.<br>Zdający otrzymuje 2 pkt<br>gdy wyznaczy bezbłędnie wszystkie rozwiązania równania:<br>2<br>x  lub<br>2<br>3<br>x <br>lub<br>2<br>3<br>x <br>Rozwiązanie (II sposób - metoda dzielenia)<br>Stwierdzamy, że liczba 2<br> jest pierwiastkiem wielomianu<br>3<br>2<br>9<br>18<br>4<br>8<br>x<br>x<br>x<br><br><br>. Dzielimy<br>ten wielomian przez dwumian <br><br>2<br>x <br>i otrzymujemy iloraz<br>2<br>(9<br>4)<br>x <br>. Obliczamy<br>pierwiastki trójmianu<br>2<br>(9<br>4)<br>x <br>: 1<br>2<br>3<br>x <br>oraz<br>2<br>2<br>3<br>x <br>. Zatem<br>2<br>x  lub<br>2<br>3<br>x <br>lub<br>2<br>3<br>x <br>albo<br>Stwierdzamy, że liczba<br>2<br>3<br><br>jest pierwiastkiem wielomianu<br>3<br>2<br>9<br>18<br>4<br>8<br>x<br>x<br>x<br><br><br>. Dzielimy<br>ten wielomian przez dwumian<br>2<br>3<br>x<br><br><br><br><br><br><br><br>i otrzymujemy iloraz<br>2<br>(9<br>12<br>12)<br>x<br>x<br><br><br>. Obliczamy<br>wyróżnik trójmianu<br>2<br>(9<br>12<br>12)<br>x<br>x<br><br><br>:<br><br><br>2<br>12<br>4 9<br>12<br>576<br><br><br><br>. Stąd pierwiastkami<br>8<br>Kryteria oceniania odpowiedzi - poziom podstawowy<br>trójmianu są liczby 1<br>12<br>24<br>2<br>18<br>x<br><br><br><br> oraz<br>2<br>12<br>24<br>2<br>18<br>3<br>x<br><br><br><br><br>. Zatem<br>2<br>x  lub<br>2<br>3<br>x <br>lub<br>2<br>3<br>x <br>albo<br>Stwierdzamy, że liczba 2<br>3 jest pierwiastkiem wielomianu<br>3<br>2<br>9<br>18<br>4<br>8<br>x<br>x<br>x<br><br><br>. Dzielimy<br>ten wielomian przez dwumian<br>2<br>3<br>x<br><br><br><br><br><br><br><br>i otrzymujemy iloraz<br>2<br>(9<br>24<br>12)<br>x<br>x<br><br><br>. Obliczamy<br>wyróżnik trójmianu:<br>2<br>24<br>4 9 12<br>144<br><br><br><br>. Stąd pierwiastkami trójmianu są liczby<br>1<br>24 12<br>2<br>18<br>x<br><br><br><br> oraz<br>2<br>24 12<br>2<br>18<br>3<br>x<br><br><br><br><br>. Zatem<br>2<br>x  lub<br>2<br>3<br>x <br>lub<br>2<br>3<br>x <br>Schemat oceniania II sposobu rozwiązania<br>Zdający otrzymuje 1 pkt<br>gdy:<br> podzieli wielomian<br>3<br>2<br>9<br>18<br>4<br>8<br>x<br>x<br>x<br><br><br> przez dwumian <br><br>2<br>x <br>, otrzyma iloraz<br>2<br>(9<br>4)<br>x <br>i na tym poprzestanie lub dalej popełni błąd<br>albo<br> podzieli wielomian<br>3<br>2<br>9<br>18<br>4<br>8<br>x<br>x<br>x<br><br><br> przez dwumian<br>2<br>3<br>x<br><br><br><br><br><br><br><br>, otrzyma iloraz<br>2<br>(9<br>24<br>12)<br>x<br>x<br><br><br>i na tym poprzestanie lub dalej popełni błąd<br>albo<br> podzieli wielomian<br>3<br>2<br>9<br>18<br>4<br>8<br>x<br>x<br>x<br><br><br> przez dwumian<br>2<br>3<br>x<br><br><br><br><br><br><br><br>, otrzyma iloraz<br>2<br>(9<br>12<br>12)<br>x<br>x<br><br><br>i na tym poprzestanie lub dalej popełni błąd<br>albo<br> podzieli wielomian<br>3<br>2<br>8<br>12<br>2<br>3<br>x<br>x<br>x<br><br><br> przez trójmian kwadratowy, np.<br>2<br>(9<br>4)<br>x <br>,<br>i na tym poprzestanie lub dalej popełni błąd.<br>Zdający otrzymuje 2 pkt<br>gdy wyznaczy bezbłędnie wszystkie rozwiązania równania:<br>2 2<br>2,<br>,<br>3 3<br><br><br>Uwaga<br>Jeżeli w zapisie rozwiązania występuje jedna usterka, to za takie rozwiązanie zdający może<br>otrzymać co najwyżej 1 punkt.<br>9<br>Kryteria oceniania odpowiedzi - poziom podstawowy</p>","solutions":[{"source":"site","label":"matematykaszkolna.pl","kind":"image","image":"/img/matematyka-2014-maj-matura-podstawowa/sol-27.svg"},{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź: nierówność jest prawdziwa dla wszystkich \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\)</h4>\n<p>Zadanie polega na <strong>udowodnieniu</strong> nierówności:<br>\\[\\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2 \\le \\frac{a^2+b^2}{2}\\]</p>\n<h4>Sposób 1 - przekształcenie do równoważnej nierówności (metoda algebraiczna)</h4>\n<p><strong>Idea:</strong> Sprowadzamy nierówność do postaci, którą łatwo uzasadnić (np. kwadrat liczby jest nieujemny).</p>\n<p><strong>Krok 1.</strong> Pomnóż obie strony przez \\(4 &gt; 0\\) (kierunek nierówności się nie zmienia):<br>\\[(a+b)^2 \\le 2(a^2+b^2)\\]</p>\n<p><strong>Krok 2.</strong> Rozwiń lewą stronę korzystając ze wzoru skróconego mnożenia:<br>\\[a^2 + 2ab + b^2 \\le 2a^2 + 2b^2\\]</p>\n<p><strong>Krok 3.</strong> Przenieś wszystko na prawą stronę:<br>\\[0 \\le 2a^2 + 2b^2 - a^2 - 2ab - b^2\\]<br>\\[0 \\le a^2 - 2ab + b^2\\]</p>\n<p><strong>Krok 4.</strong> Rozpoznaj wzór skróconego mnożenia:<br>\\[0 \\le (a - b)^2\\]</p>\n<p><strong>Wniosek:</strong> Kwadrat każdej liczby rzeczywistej jest nieujemny, czyli \\((a-b)^2 \\ge 0\\) <strong>dla wszystkich</strong> \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\). Zachodzi równość dokładnie wtedy, gdy \\(a = b\\).</p>\n<p>Ponieważ wszystkie przekształcenia były równoważne (mnożenie przez \\(4 &gt; 0\\), przenoszenie wyrazów), nierówność wyjściowa jest prawdziwa dla każdych \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\). \\(\\blacksquare\\)</p>\n<h4>Sposób 2 - bezpośrednie rozwinięcie obu stron i porównanie</h4>\n<p><strong>Idea:</strong> Zamiast mnożyć przez 4, bezpośrednio rozwijamy lewą stronę i pokazujemy, że różnica \\(\\text{prawa} - \\text{lewa} \\ge 0\\).</p>\n<p><strong>Krok 1.</strong> Oblicz lewą stronę:<br>\\[\\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2 = \\frac{(a+b)^2}{4} = \\frac{a^2 + 2ab + b^2}{4}\\]</p>\n<p><strong>Krok 2.</strong> Oblicz różnicę \\(\\frac{a^2+b^2}{2} - \\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2\\):<br>\\[\\frac{a^2+b^2}{2} - \\frac{a^2 + 2ab + b^2}{4}\\]</p>\n<p><strong>Krok 3.</strong> Sprowadź do wspólnego mianownika \\(4\\):<br>\\[\\frac{2(a^2+b^2)}{4} - \\frac{a^2 + 2ab + b^2}{4} = \\frac{2a^2 + 2b^2 - a^2 - 2ab - b^2}{4}\\]<br>\\[= \\frac{a^2 - 2ab + b^2}{4} = \\frac{(a-b)^2}{4}\\]</p>\n<p><strong>Krok 4.</strong> Ponieważ \\((a-b)^2 \\ge 0\\) dla wszystkich \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\), mamy:<br>\\[\\frac{(a-b)^2}{4} \\ge 0\\]</p>\n<p>Zatem:<br>\\[\\frac{a^2+b^2}{2} - \\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2 \\ge 0 \\implies \\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2 \\le \\frac{a^2+b^2}{2} \\quad \\blacksquare\\]</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p><strong>Dział 6 (Wzory skróconego mnożenia, s. 7)</strong><br>\\[(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2\\]<br>\\[(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2\\]<br>Użyliśmy obu wzorów przy rozwijaniu wyrażeń w krokach 2-3 obu sposobów.</p>\n<p><strong>Dział 2 (Potęgi i pierwiastki, s. 4-5)</strong> - własność ogólna:<br>Dla dowolnej liczby rzeczywistej \\(x\\): \\(x^2 \\ge 0\\), ze szczególnym przypadkiem \\((a-b)^2 \\ge 0\\). To jest serce całego dowodu.</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwagi</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nie wystarczy sprawdzić nierówność dla kilku przykładowych wartości (np. \\(a=2, b=4\\)). Dowód musi działać <strong>dla wszystkich</strong> \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\) - musisz dojść do tożsamości lub oczywistej własności.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Przy mnożeniu obu stron nierówności przez liczbę ujemną kierunek nierówności się odwraca! Tutaj mnożymy przez \\(4 &gt; 0\\), więc kierunek zostaje - ale zawsze sprawdź znak!</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Równość \\(\\left(\\frac{a+b}{2}\\right)^2 = \\frac{a^2+b^2}{2}\\) zachodzi dokładnie wtedy, gdy \\(a = b\\). To warto zauważyć - oznacza, że nierówność jest <strong>ostra</strong> dla \\(a \\ne b\\). Jeśli zadanie pyta o warunek równości, odpowiedź brzmi: \\(a = b\\).</blockquote>\n<h5>Dowód</h5>\n<p><strong>Krok 1. Przekształcenie nierówności równoważnie</strong><br>Zaczynamy od nierówności, którą mamy wykazać:<br>\\[\\left(\\dfrac{a+b}{2}\\right)^2 \\le \\dfrac{a^2+b^2}{2}.\\]</p>\n<p>Lewa strona: \\(\\dfrac{(a+b)^2}{4}\\). Mnożymy obie strony przez \\(4\\) (dodatnie, nierówność zachowana):<br>\\[(a+b)^2 \\le 2(a^2+b^2).\\]</p>\n<p><strong>Krok 2. Rozwijamy kwadrat</strong><br>\\[(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2.\\]<br>Nierówność:<br>\\[a^2 + 2ab + b^2 \\le 2a^2 + 2b^2.\\]</p>\n<p><strong>Krok 3. Przenosimy wszystko na jedną stronę</strong><br>\\[0 \\le 2a^2 + 2b^2 - a^2 - 2ab - b^2 = a^2 - 2ab + b^2 = (a-b)^2.\\]</p>\n<p><strong>Krok 4. Wniosek</strong><br>Kwadrat każdej liczby rzeczywistej jest nieujemny: \\((a-b)^2 \\ge 0\\) dla każdych \\(a, b \\in \\mathbb{R}\\). Wszystkie przekształcenia były równoważne, więc wyjściowa nierówność też jest prawdziwa.</p>\n<p><strong>Uwaga:</strong> Równość zachodzi \\(\\iff a=b\\).</p>\n<p>\\(\\blacksquare\\)</p>"},{"source":"zadaniazmatur","label":"zadaniazmatur.pl","kind":"text","html":"<p>$x = -2$ lub $x = -\\\\dfrac{2}{3}$ lub $x = \\\\dfrac{2}{3}$</p>"}]}