Matematika · II. kötet

Statisztika és valószínűségszámítás · Ráadás

Számtani közép és mértani közép

Értsd meg két pozitív szám kétféle közepét és az alapvető egyenlőtlenséget.

Értsd meg!

Két különböző közép

Két pozitív szám számtani közepe A=a+b2, mértani közepe G=√(ab). A számtani közép az összeget, a mértani közép a szorzatot őrzi meg: 2A=a+b és G²=ab. Azonos növekedési tényezők keresésénél ezért a mértani közép a megfelelő fogalom. A két szám különbsége és hányadosa más jellegű viszonyt ír le.

Rögzített összeg mellett a szorzat maximuma

Az oldalak összege mindkét téglalapban 8: balra 7+1, jobbra 4+4. A szorzatuk 7, illetve 16. A számtani–mértani közép egyenlőtlensége szerint xy≤((x+y)/2)²=16, egyenlőség x=y=4 esetén.
Az oldalak összege mindkét téglalapban 8: balra 7+1, jobbra 4+4. A szorzatuk 7, illetve 16. A számtani–mértani közép egyenlőtlensége szerint xy≤(x+y2)²=16, egyenlőség x=y=4 esetén.

A≥G bizonyítása

Pozitív a,b esetén (√a−√b)²≥0. Kibontva a+b−2√(ab)≥0, tehát a+b2≥√(ab). Egyenlőség pontosan akkor van, ha a=b. Az állítás nem azt mondja, hogy bármely tetszőleges átlag mindig nagyobb bármely másiknál: a feltételek és az összehasonlított adatok azonos volta lényeges.

Szélsőérték

Rögzített pozitív összegű két szám szorzata akkor a legnagyobb, ha egyenlők. Ezért adott kerületű téglalapok között a négyzet területe maximális. Rögzített szorzat mellett a két pozitív szám összege az egyenlő esetben minimális. A feltételekhez illesztett átfogalmazás gyakran megspórolja a hosszú egyenletmegoldást.

Négyzetszám és négyzetgyök: terület és oldal

A 2×2 egységnégyzetből álló négyzet területe 4. Az oldal a terület pozitív négyzetgyöke: √4=2. Az x²=4 egyenletnek viszont két gyöke van: ±2.
A 2×2 egységnégyzetből álló négyzet területe 4. Az oldal a terület pozitív négyzetgyöke: √4=2. Az x²=4 egyenletnek viszont két gyöke van: ±2.

Amit érdemes megjegyezni

  • A=a+b2; G=√(ab); A≥G pozitív a,b-re.
  • Egyenlőség pontosan a=b esetén.

Kidolgozott példák

1. példa

Két közép

a=4, b=16.

  1. A=202=10.
  2. G=√64=8.
  3. 10>8; az eltérés oka, hogy a két szám nem egyenlő.

2. példa

Legnagyobb téglalap

Egy téglalap kerülete 40 cm. Mi a maximális terület?

  1. Oldalak összege 20.
  2. Szorzatuk legfeljebb 10·10=100.
  3. A 10×10 cm-es négyzet éri el.

Ellenőrizd magad!

Először önállóan dolgozz! A válaszmezőben törtet billentyűzettel így adhatsz meg: „1/2”, tizedest vesszővel vagy ponttal. Több eredményt pontosvesszővel válassz el (például: 2; 3). Ha a kérdés sorrendet ad meg, kövesd azt. Intervallumot például így írhatsz: [2;3]. Ha a feladat a π együtthatóját kéri, csak a számot add meg. Logikai kérdésnél az „igaz” és „hamis” szavakat is használhatod.

Helyesen megoldva: 0 / 10

1. feladat

9 és 25 számtani közepe?

Megoldás és magyarázat

342=17.

2. feladat

9 és 25 mértani közepe?

Megoldás és magyarázat

√225=15.

3. feladat

Két pozitív szám összege 12. Mennyi a maximális szorzat?

Megoldás és magyarázat

6·6=36.

4. feladat

A számtani és mértani közép egyenlő 7 és 7 esetén. Igaz vagy hamis?

Megoldás és magyarázat

Mindkettő 7.

5. feladatBővítő gyakorlás · Alap

49 és 100 mértani közepe?

Megoldás és magyarázat

G=√(49·100)=70.

6. feladatBővítő gyakorlás · Alap

49 és 100 számtani közepe?

Megoldás és magyarázat

A=49+1002=74.5.

7. feladatBővítő gyakorlás · Alkalmazás

Igaz vagy hamis: két pozitív szám számtani közepe kisebb lehet a mértani közepüknél.

Megoldás és magyarázat

A≥G; egyenlőség csak azonos számokra áll fenn.

8. feladatBővítő gyakorlás · Alkalmazás

Két pozitív szám összege 14. Mennyi lehet szorzatuk maximuma?

Megoldás és magyarázat

xy≤(x+y2)²=49; az egyenlőség x=y=7-nál áll fenn.

9. feladatBővítő gyakorlás · Gondolkodtató

7 és x mértani közepe 14. Mennyi x?

Megoldás és magyarázat

√(7x)=14; 7x=196; x=28.

10. feladatBővítő gyakorlás · Gondolkodtató

Egy téglalap kerülete 28 cm. A maximális területű ilyen téglalap oldala hány cm?

Megoldás és magyarázat

A két oldal összege 2a, szorzata azonos oldalaknál maximális. A téglalap négyzet.

Visszajelzés erről a leckéről

Mennyire volt hasznos? Az értékelést és a megjegyzést csak a tanár látja.

Értékelés, 1–5

Név és e-mail-cím megadása nem szükséges. Más tanulók értékelései és megjegyzései nem jelennek meg ezen az oldalon.