将 y=4x2+24x+49y = 4x^2 + 24x + 49 表示为 a(x+b)2+ca(x+b)^2 + c 的形式。 由此说明 1y\frac{1}{y} 的最大值,以及使 1y\frac{1}{y} 取得最大值时对应的 xx 的值。

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完整解法

1(i)

1. Factor out the coefficient of $x^2$ from the $x$ terms

y=4(x2+6x)+49y = 4(x^2 + 6x) + 49

2. Complete the square inside the bracket and simplify

y=4[(x+3)2−32]+49y = 4\left[ (x + 3)^2 - 3^2 \right] + 49
y=4(x+3)2−36+49y = 4(x + 3)^2 - 36 + 49
y=4(x+3)2+13y = 4(x + 3)^2 + 13

答案

y=4(x+3)2+13y = 4(x+3)^2 + 13

1(ii)

1. Determine the completed square form of $y$ from part (i)

From part (i), y=4(x2+6x)+49=4(x+3)2−36+49=4(x+3)2+13y = 4(x^2 + 6x) + 49 = 4(x+3)^2 - 36 + 49 = 4(x+3)^2 + 13.

2. Find the minimum value of $y$ and the corresponding $x$

Since 4(x+3)2⩾04(x+3)^2 \geqslant 0 for all real xx, the minimum value of yy is 1313, which occurs when x+3=0  ⟹  x=−3x + 3 = 0 \implies x = -3.

3. Determine the maximum value of $\frac{1}{y}$

The expression 1y\frac{1}{y} is maximum when yy is positive and at its minimum.
Therefore, the maximum value of 1y\frac{1}{y} is 113\frac{1}{13}, occurring at x=−3x = -3.

答案

Maximum value is 113\frac{1}{13}, at x=−3x = -3

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