已知x,y,z为实数,且y+z=5﹣4x+3x2,z﹣y=1﹣2x+x2,则x,y,z之间的大小关系是
解题过程#
已知条件#
给定实数 ( x, y, z ) 满足以下方程组:
{y+z=5−4x+3x2(1)z−y=1−2x+x2(2)第一步:解方程组求 ( y ) 和 ( z )#
将方程 (1) 和方程 (2) 相加:
(y+z)+(z−y)=(5−4x+3x2)+(1−2x+x2)2z=6−6x+4x2z=3−3x+2x2将方程 (1) 减去方程 (2):
(y+z)−(z−y)=(5−4x+3x2)−(1−2x+x2)2y=4−2x+2x2y=2−x+x2因此,我们得到:
y=x2−x+2z=2x2−3x+3
第二步:比较 ( x, y, z ) 的大小#
比较 ( y ) 和 ( x )
y−x=(x2−x+2)−x=x2−2x+2判断 ( x^2 - 2x + 2 ) 的符号:
- 判别式 ( \Delta = (-2)^2 - 4 \times 1 \times 2 = 4 - 8 = -4 < 0 )
- 二次项系数为正,且 ( \Delta < 0 ),故 ( x^2 - 2x + 2 > 0 ) 对所有实数 ( x ) 成立。
- 因此,( y > x )。
比较 ( z ) 和 ( x )
z−x=(2x2−3x+3)−x=2x2−4x+3判断 ( 2x^2 - 4x + 3 ) 的符号:
- 判别式 ( \Delta = (-4)^2 - 4 \times 2 \times 3 = 16 - 24 = -8 < 0 )
- 二次项系数为正,且 ( \Delta < 0 ),故 ( 2x^2 - 4x + 3 > 0 ) 对所有实数 ( x ) 成立。
- 因此,( z > x )。
比较 ( z ) 和 ( y )
z−y=(2x2−3x+3)−(x2−x+2)=x2−2x+1=(x−1)2≥0- 对于所有实数 ( x ),( (x - 1)^2 \geq 0 ),当且仅当 ( x = 1 ) 时取等号。
- 因此:
- 当 ( x \neq 1 ) 时,( z > y );
- 当 ( x = 1 ) 时,( z = y )。
第三步:总结大小关系#
综合以上分析:
- 对于所有实数 ( x ),有 ( y > x ) 和 ( z > x )。
- 对于 ( z ) 和 ( y ):
- 当 ( x \neq 1 ) 时,( z > y > x );
- 当 ( x = 1 ) 时,( z = y > x )。
因此,一般可以表示为:
z≥y>x
验证示例#
当 ( x = 0 )
y=02−0+2=2,z=2×02−3×0+3=3 3>2>0⇒z>y>x当 ( x = 1 )
y=12−1+2=2,z=2×12−3×1+3=2 2=2>1⇒z=y>x当 ( x = 2 )
y=22−2+2=4,z=2×22−3×2+3=5 5>4>2⇒z>y>x
验证结果与结论一致。
最终结论#
对于所有实数 ( x ),( y ),( z ) 满足给定方程时,它们的大小关系为:
z≥y>x即:
- ( y ) 总是大于 ( x );
- ( z ) 大于或等于 ( y )(当且仅当 ( x = 1 ) 时,( z = y ))。