内容正文:
第08讲 直接开平方与配方法
(2知识点+4大核心考点+过关测)
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练题型 强知识:4大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点01:直接开平方法
如果一元二次方程的一边是含有未知数的代数式的平方,另一边是一个非负的常数,那么就可以用直接开平方法求解,这种方法适合形如的形式求解.
知识点02:配方法
先把方程中的常数项移到方程右边,把左边配成完全平方式,然后用直接开平方法求出一元二次方程的根的解法叫配方法.
配方法的理论依据是完全平方公式:.
配方法解一元二次方程一般步骤
1 先把二次项系数化为1:即方程左右两边同时除以二次项系数;
2 移项:把常数项移到方程右边;
3
配方:方程两边都加上一次项系数一半的平方,把原方程化成的形式;
4
当时,用直接开平方的方法解变形后的方程.
【题型1 直接开平方法】
【例1-1】(24-25八年级上·上海徐汇·阶段练习)解方程:.
【例1-2】解关于的方程:.
【例1-3】解方程:
【变式1-1】解关于的方程:.
【变式1-2】解关于的方程:.
【变式1-3】(24-25八年级上·上海·期中)解方程:
【题型2 配方法】
【例2-1】用配方法解一元二次方程.
【例2-2】如何用配方法解方程
【例2-3】(24-25八年级上·上海嘉定·期中)解方程:
【例2-4】用配方法解下列关于x的方程:().
【变式2-1】(24-25八年级上·上海普陀·阶段练习)解方程:.
【变式2-2】(24-25八年级上·上海·期中)用配方法解方程:
【变式2-3】(24-25八年级上·上海奉贤·期末)解方程:.
【题型3 用配方法求字母的值】
【例3】若把代数式化为的形式,其中m、k为常数,则 .
【变式3-1】(24-25八年级上·上海·期中)将一元二次方程配方后可得,那么 .
【变式3-2】已知,求的值.
【题型4 用配方法求代数式的最值】
【例4】(24-25八年级上·上海闵行·期中)多项式的最小值为 .
【变式4-1】(23-24八年级上·上海·单元测试)(1)已知为实数,且,求的值.
(2)用配方法求:
①的最小值;
② 的最大值.
【变式4-2】我们知道:对于任何实数x.
①∵x2≥0,
∴x2+1>0;
②∵(x﹣)2≥0,
∴(x﹣)2+>0.
模仿上述方法解答:
求证:(1)对于任何实数x,均有2x2+4x+3>0;
(2)不论x为何实数,多项式3x2﹣5x﹣1的值总大于2x2﹣4x﹣7的值.
【变式4-3】(22-23八年级上·上海·阶段练习)阅读理解:
一位同学将代数式变形为,得到后分析发现,那么当时,此代数式有最小值是4.
请同学们思考以下问题:
(1)已知代数式,此代数式有最___________值(填“大”或“小”),且值为___________.
(2)已知代数式,此代数式有最___________值(填“大”或“小”),且值为___________.
(3)通过阅读材料分析代数式的最值情况,写出详细过程及结论.
(4)已知代数式(其中a、b、c为常数,且),探究此代数式的最值情况,若果有,请直接写出答案,如果没有,请说明理由.
一、单选题
1.(24-25八年级上·上海·阶段练习)使用配方法解一元二次方程时,方程两边应同时加上( )
A. B. C. D.
2.方程的根是( )
A., B.,
C. D.
3.(22-23八年级上·上海长宁·期末)把方程配方后得到的方程是( )
A. B.
C. D.
4.下列说法不正确的是( )
A.方程的根为,
B.方程的根为
C.方程的根为,
D.方程的根为,
5.(23-24八年级上·上海·单元测试)关于x的方程有一根是,则关于y的方程的解是( )
A. B. C. D.
6.(24-25八年级上·上海·阶段练习)若关于x的一元二次方程:与,称为“同族二次方程”.如与是“同族二次方程”.现有关于x的一元二次方程:与是“同族二次方程”.那么代数式能取的最小值是( )
A.2011 B.2013 C.2018 D.2023
二、填空题
7.把一二次方程2x2﹣8x﹣7=0化成(x+m)2=n的形式是 .
8.(23-24八年级上·上海徐汇·阶段练习)一元二次方程的根是 .
9.(23-24八年级上·上海·期末)的根为 .
10.(24-25八年级上·上海杨浦·期中)方程的解是 .
11.方程的根为 .
12.(24-25八年级上·上海·期中)“两个一元二次方程有且只有一个公共根,这两个方程叫做互为好友方程,这两个公共根叫做好友根.”例如和就是互为好友方程,好友根为.如果和就是互为好友方程,那么 .
13.(24-25八年级上·上海松江·期末)定义:关于的一元二次方程:(、、是常数,)与(、、是常数,),称为“同族二次方程”.例如:与是“同族二次方程”.如果关于的一元二次方程:与(、是常数,)是“同族二次方程”.那么代数式的最小值是 .
14.(23-24八年级上·上海松江·期中)已知,则 .
三、解答题
15.(24-25八年级上·上海青浦·期中)解方程:.
16.(24-25八年级上·上海·阶段练习)解关于x的方程 .
17.(24-25八年级上·上海·期中)用配方法解方程:
18.(24-25八年级上·上海闵行·期中)
(1)解方程:; (2)用配方法解方程:.
19.(24-25八年级上·上海·期中)用合适的方法解下列方程:
(1); (2).(用配方法)
20.(1)当__________时,多项式的最小值为__________.
(2)当__________时,多项式的最大值为__________.
(3)当、为何值时,多项式取最小值?并求出这个最小值.
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第08讲 直接开平方与配方法
(2知识点+4大核心考点+过关测)
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练题型 强知识:4大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点01:直接开平方法
如果一元二次方程的一边是含有未知数的代数式的平方,另一边是一个非负的常数,那么就可以用直接开平方法求解,这种方法适合形如的形式求解.
知识点02:配方法
先把方程中的常数项移到方程右边,把左边配成完全平方式,然后用直接开平方法求出一元二次方程的根的解法叫配方法.
配方法的理论依据是完全平方公式:.
配方法解一元二次方程一般步骤
1 先把二次项系数化为1:即方程左右两边同时除以二次项系数;
2 移项:把常数项移到方程右边;
3
配方:方程两边都加上一次项系数一半的平方,把原方程化成的形式;
4
当时,用直接开平方的方法解变形后的方程.
【题型1 直接开平方法】
【例1-1】(24-25八年级上·上海徐汇·阶段练习)解方程:.
【答案】,
【知识点】解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题考查了解一元二次方程,解题的关键是掌握一元二次方程的解法.利用直接开平方法求解即可.
【详解】解:
,
【例1-2】解关于的方程:.
【答案】,.
【解析】整理方程,即得,直接开平方法解方程,得:
即方程两根为,.
【总结】直接开平方法解形如方程两根即为.
【例1-3】解方程:
【答案】,
【分析】直接开方可得或,然后计算求解即可.
【详解】解:∵
∴或
解得,.
【点睛】本题考查了解一元二次方程.解题的关键在于灵活选取适当的方法解方程.
【变式1-1】解关于的方程:.
【答案】,.
【解析】整理方程,即得,直接开平方法解方程,得:,
即方程两根为,.
【总结】直接开平方法解形如方程两根即为.
【变式1-2】解关于的方程:.
【答案】,.
【解析】整理方程,即得,直接开平方法解方程,得:, 得或,即方程两根为,.
【总结】直接开平方法解形如的方程,将当作一个整体,可得或.
【变式1-3】(24-25八年级上·上海·期中)解方程:
【答案】
【知识点】解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题主要考查一元二次方程的解法,熟练掌握一元二次方程的解法是解题的关键;因此此题可根据直接开平方法进行求解方程即可.
【详解】解:
,
∴或,
解得:.
【题型2 配方法】
【例2-1】用配方法解一元二次方程.
解: 移常数项
两边配上一次项系数一半的平方
转化为的形式
转化为的形式
解得 求解
所以原方程的根是.
【例2-2】如何用配方法解方程
解: 移常数项
方程两边同除以二次项系数
两边配上一次项系数一半的平方
转化为的形式
开平方
解得 求解
所以原方程的根是.
【例2-3】(24-25八年级上·上海嘉定·期中)解方程:
【答案】
【知识点】解一元二次方程——配方法
【分析】本题考查了解一元二次方程,熟练掌握直接开平方法,因式分解法,配方法和公式法是解题的关键.
本题先化为一般式,再利用配方法求解.
【详解】解:
,
解得:.
【例2-4】用配方法解下列关于x的方程:().
【解析】(),则,整理得:,
配方可得:,
当时,,,
当时,方程无实数根.
【变式2-1】(24-25八年级上·上海普陀·阶段练习)解方程:.
【答案】,
【知识点】解一元二次方程——配方法
【分析】本题考查了解一元二次方程,熟练掌握配方法解一元二次方程是解题的关键.利用配方法解方程即可求解.
【详解】解:,
,
,
,
,
,.
【变式2-2】(24-25八年级上·上海·期中)用配方法解方程:
【答案】,
【知识点】解一元二次方程——配方法
【分析】本题考查了解一元二次方程﹣配方法,先利用配方法得到,然后利用直接开平方法解方程.熟练掌握用配方法解一元二次方程的步骤是解决问题的关键.
【详解】解:,
,
则,
,
直接开平方得,
,.
【变式2-3】(24-25八年级上·上海奉贤·期末)解方程:.
【答案】,
【知识点】解一元二次方程——配方法
【分析】本题考查了解一元二次方程,解题的关键是掌握一元二次方程的解法:直接开平方法,配方法,公式法,因式分解法等.
首先将方程整理成一般式,然后利用配方法解一元二次方程即可.
【详解】解:
解得,.
【题型3 用配方法求字母的值】
【例3】若把代数式化为的形式,其中m、k为常数,则 .
【答案】5.
【解析】因为,所以,所以.
【总结】用配方法把代数式变成需要的形式,然后求出m和k的值.
【变式3-1】(24-25八年级上·上海·期中)将一元二次方程配方后可得,那么 .
【答案】
【知识点】已知字母的值 ,求代数式的值、解一元二次方程——配方法
【分析】本题考查了配方法解一元二次方程,求代数式的值,关键是配方后求出m与n的值;方程两边加5,配方得,即可得m与n的值,再代入代数式中即可求解.
【详解】解:方程两边加5,得:,
配方得,
∴,
∴;
故答案为:.
【变式3-2】已知,求的值.
【思路点拨】采用配方法求出的值,代入计算即可得到答案.
【答案与解析】
解:由题意可得:
∴,
∴
将代入得:
【总结升华】本题考查的是配方法的应用和非负数的性质的应用,掌握配方法的步骤和几个非负数的和为0,每个非负数都为0是解题的关键.
【题型4 用配方法求代数式的最值】
【例4】(24-25八年级上·上海闵行·期中)多项式的最小值为 .
【答案】
【知识点】配方法的应用
【分析】本题考查了一元二次方程配方法的应用,运用配方法进行配方是解题的关键.根据配方法进行求解即可.
【详解】解:,
,
,
,
当时,多项式的最小值为.
故答案为:.
【变式4-1】(23-24八年级上·上海·单元测试)(1)已知为实数,且,求的值.
(2)用配方法求:
①的最小值;
② 的最大值.
【答案】(1);(2)①;②
【知识点】因式分解法解一元二次方程、配方法的应用
【分析】本题主要考查了解一元二次方程,配方法的应用:
(1)把看做一个整体,利用因式分解法得到,据此求解即可;
(2)①利用配方法得到,据此可得答案;②利用配方法得到,据此可得答案.
【详解】解:(1)∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)①
,
∵,
∴,
∴的最小值为;
②
,
∵,
∴,
∴,
∴的最大值为.
【变式4-2】我们知道:对于任何实数x.
①∵x2≥0,
∴x2+1>0;
②∵(x﹣)2≥0,
∴(x﹣)2+>0.
模仿上述方法解答:
求证:(1)对于任何实数x,均有2x2+4x+3>0;
(2)不论x为何实数,多项式3x2﹣5x﹣1的值总大于2x2﹣4x﹣7的值.
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【知识点】配方法的应用
【分析】(1)将代数式前两项提取2,配方后根据完全平方式为非负数,得到代数式大于等于1,即对于任何实数x,代数式2x2+4x+3的值总大于0,得证;
(2)证明3x2-5x-1-(2x2-4x-7)>0即可.
【详解】证明:(1)∵2x2+4x+3
=2(x2+2x)+3
=2(x2+2x+1)+1
=2(x+1)2+1⩾1>0.
2x2+4x+3>0
(2)∵3x2−5x−1−(2x2−4x−7)
=3x2−5x−1−2x2+4x+7
=x2−x+6
=(x−)2+>0,
∴多项式3x2−5x−1的值总大于2x2−4x−7的值.
【点睛】本题考查偶次方的非负数的性质以及配方法的应用,解题的关键是掌握偶次方的非负数的性质以及配方法的应用.
【变式4-3】(22-23八年级上·上海·阶段练习)阅读理解:
一位同学将代数式变形为,得到后分析发现,那么当时,此代数式有最小值是4.
请同学们思考以下问题:
(1)已知代数式,此代数式有最___________值(填“大”或“小”),且值为___________.
(2)已知代数式,此代数式有最___________值(填“大”或“小”),且值为___________.
(3)通过阅读材料分析代数式的最值情况,写出详细过程及结论.
(4)已知代数式(其中a、b、c为常数,且),探究此代数式的最值情况,若果有,请直接写出答案,如果没有,请说明理由.
【答案】(1)小,
(2)大,13
(3)时,代数式有最小值;过程见解析
(4)当,时,代数式有最小值,
当, 时,代数式有最大值;理由见解析
【知识点】拆项、添项、配方、待定系数法、配方法的应用、完全平方公式分解因式、综合提公因式和公式法分解因式
【分析】(1)把配方,得到,根据,推出当时,代数式有最小值;
(2)把提负号再配方,得到,根据,推出当时,代数式有最大值13;
(3)把提公因式2后配方,得到,根据,推出当时,代数式有最小值;
(4)将提公因式a再配方,,根据时,,推出当时,代数式有最小值;根据时,,推出当时,代数式有最大值.
【详解】(1)∵,
且,
∴当时,代数式有最小值;
故答案为:小,;
(2)∵,
且,
∴当时,代数式有最大值13;
故答案为:大,13;
(3)∵,
且,
∴当时,代数式有最小值;
(4)∵
,
且时,,
∴当时,代数式有最小值,
∵时,,
∴当时,代数式有最大值.
【点睛】本题主要考查了代数式的最值等,解决问题的关键是熟练掌握配方法,完全平方式的非负性.配方的前提须使二次项的系数化为“1”.
一、单选题
1.(24-25八年级上·上海·阶段练习)使用配方法解一元二次方程时,方程两边应同时加上( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】解一元二次方程——配方法
【分析】本题考查配方法解一元二次方程,根据配方法,只需给方程两边加上一次项系数一半的平方即可求解.
【详解】解:给方程两边应同时加上,
得,
故选:C.
2.方程的根是( )
A., B.,
C. D.
【答案】B
【知识点】解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题考查直接开方法解方程,利用直接开方法进行求解即可.
【详解】解:由,得,
两边开平方,得,
∴,.
3.(22-23八年级上·上海长宁·期末)把方程配方后得到的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】解一元二次方程——配方法
【分析】本题主要考查解一元二次方程,解一元二次方程常用的方法有:直接开平方法、因式分解法、公式法及配方法,将常数项移到方程的右边,两边都加上一次项系数一半的平方配成完全平方式后即可得.
【详解】解:,
,
则,即,
故选:D.
4.下列说法不正确的是( )
A.方程的根为,
B.方程的根为
C.方程的根为,
D.方程的根为,
【答案】C
【知识点】解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题考查了直接开平方法.用直接开方法求一元二次方程的解的类型有:;(a,b同号且);(a,c同号且).法则:要把方程化为“左平方,右常数,先把系数化为1,再开平方取正负,分开求得方程解”.
根据直接开方法求一元二次方程的解的法则即可判断.
【详解】解:将A、B中的两方程直接开平方,就会发现A、B中所求根正确;
C、解方程,解得,,故选项错误.
D、中方程,先移项得,系数化为1得,,开方得,,故选项正确;
故选:C.
5.(23-24八年级上·上海·单元测试)关于x的方程有一根是,则关于y的方程的解是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】解一元二次方程——直接开平方法、一元二次方程的解
【分析】本题考查的是一元二次方程的根,以及一元二次方程的解法.把代入就可以得到一个关于a的方程,从而求出a的值,代入得出关于y的方程,解方程就可求出y的值.
【详解】解:把代入方程得,
,
解得:,
把代入得,
,
解得.
故选C.
6.(24-25八年级上·上海·阶段练习)若关于x的一元二次方程:与,称为“同族二次方程”.如与是“同族二次方程”.现有关于x的一元二次方程:与是“同族二次方程”.那么代数式能取的最小值是( )
A.2011 B.2013 C.2018 D.2023
【答案】B
【知识点】配方法的应用、代入消元法
【分析】此题考查了新定义,配方法的应用,解二元一次方程组的,理解同族二次方程的定义是解答本题的关键.根据同族二次方程的定义,可得出a和b的值,从而解得代数式的最小值.
【详解】解:与为同族二次方程,
,
,
∴,
解得:,
,
当时,取最小值为2013.
故选:B.
二、填空题
7.把一二次方程2x2﹣8x﹣7=0化成(x+m)2=n的形式是 .
【答案】
【知识点】解一元二次方程——配方法
【分析】先移项,再利用配方法,即可求解.
【详解】解:移项得: ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
即 .
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了利用配方法解一元二次方程,熟练掌握配方法解一元二次方程是解题的关键.
8.(23-24八年级上·上海徐汇·阶段练习)一元二次方程的根是 .
【答案】,
【知识点】解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题考查了解一元二次方程,先移项再化简,然后利用开平方法可求得结果,正确计算是解答本题的关键.
【详解】解:,
移项得:,
化简得:,
开方得:或,
解得:,,
故答案为:,.
9.(23-24八年级上·上海·期末)的根为 .
【答案】
【知识点】解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题主要考查了解一元二次方程,根据方程左边正好是一个完全平方式,利用直接开平方的方法解方程即可.
【详解】解:∵,
∴,
解得,
故答案为:.
10.(24-25八年级上·上海杨浦·期中)方程的解是 .
【答案】
【知识点】解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题考查直接开平方法解一元二二次方程,先把方程化简成,再直接开平方即可.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∴,
∴
故答案为:.
11.方程的根为 .
【答案】,
【知识点】解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题考查了解一元二次方程,熟练掌握直接开平方法,因式分解法,配方法和公式法是解题的关键.
这个式子先移项,变成,再利用直接开平方法求解即可.
【详解】解:由原方程移项,得
,
直接开平方,得
,
;
,;
故答案为:,.
12.(24-25八年级上·上海·期中)“两个一元二次方程有且只有一个公共根,这两个方程叫做互为好友方程,这两个公共根叫做好友根.”例如和就是互为好友方程,好友根为.如果和就是互为好友方程,那么 .
【答案】1或3
【知识点】由一元二次方程的解求参数、解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题考查了一元二次方程的解及解一元二次方程,正确理解“互为好友方程”的定义是解题关键.
先解出,然后分为和两种情况,再代入计算即可.
【详解】解:∵,
∴,
当好友根为时,则,
即;
当好友根为时,则,
即;
故答案为:或3.
13.(24-25八年级上·上海松江·期末)定义:关于的一元二次方程:(、、是常数,)与(、、是常数,),称为“同族二次方程”.例如:与是“同族二次方程”.如果关于的一元二次方程:与(、是常数,)是“同族二次方程”.那么代数式的最小值是 .
【答案】
【知识点】配方法的应用
【分析】此题考查了配方法的应用,非负数的性质,以及一元二次方程的定义,弄清题中的新定义是解本题的关键.利用“同族二次方程”定义列出关系式,再利用多项式相等的条件列出关于a与b的方程组,求出方程组的解得到a与b的值,进而利用非负数的性质确定出代数式的最小值即可.
【详解】解: 与是“同族二次方程”,
,
,
∴,
,
最小值为,
最小值为,
即最小值为.
故答案为:.
14.(23-24八年级上·上海松江·期中)已知,则 .
【答案】2
【知识点】解一元二次方程——配方法、利用算术平方根的非负性解题
【分析】设,可得,再解方程并结合非负数的性质即可求解.
【详解】解:设,
则,
整理得,,
配方得,,
即,
开平方得,,
∴,,
∵,
∴,
故答案为:2.
三、解答题
15.(24-25八年级上·上海青浦·期中)解方程:.
【答案】,
【知识点】解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题考查了解一元二次方程,根据直接开平方法解一元二次方程,即可求解.
【详解】解:由题意可得:或.
∴或
解得:或.
∴.原方程的解是:,
16.(24-25八年级上·上海·阶段练习)解关于x的方程 .
【答案】
【知识点】解一元二次方程——配方法
【分析】该题考查了解一元二次方程,变形后根据配方法求解即可.
【详解】解:,
变形为:,
∴,
∴,
∴,
∴.
17.(24-25八年级上·上海·期中)用配方法解方程:
【答案】,
【知识点】解一元二次方程——配方法
【分析】此题考查了配方法解一元二次方程,解题关键是理解并掌握配方法解一元二次方程的方法和步骤.原方程变形为,利用开平方即可得到答案.
【详解】解:,
移项得,,
∴,
∴,
则,
∴或,
解得,.
18.(24-25八年级上·上海闵行·期中)
(1)解方程:; (2)用配方法解方程:.
【答案】(1);(2)
【知识点】解一元二次方程——配方法、解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题考查了解一元二次方程;
(1)根据直接开平方法解一元二次方程,即可求解;
(2)根据配方法解一元二次方程,即可求解.
【详解】解:(1)
∴
∴或,
解得:
(2)
∴
∴
∴
∴
解得:
19.(24-25八年级上·上海·期中)用合适的方法解下列方程:
(1); (2).(用配方法)
【答案】(1),
(2),
【知识点】解一元二次方程——配方法、解一元二次方程——直接开平方法
【分析】本题主要考查解一元二次方程的能力,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.
(1)利用直接开平方法求解可得;
(2)利用配方法求解可得.
【详解】(1)解:
或
解得:,;
(2)解:
解得:,
20.(1)当__________时,多项式的最小值为__________.
(2)当__________时,多项式的最大值为__________.
(3)当、为何值时,多项式取最小值?并求出这个最小值.
【答案】(1)3,3
(2)1,
(3),,最小值是10
【知识点】配方法的应用、利用算术平方根的非负性解题
【分析】本题考查了配方法的应用,非负数的性质应用,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
(1)由配方可知,然后根据非负数的性质,判断出的值,然后进行计算即可;
(2)由配方可知,然后根据非负数的性质,判断出的值,然后进行计算即可;
(3)由配方可知,然后根据非负数的性质,判断出和的取值,然后进行计算即可.
【详解】(1)
当时,多项式取最小值,且最小值为3;
故答案为:3,3
(2)
当时,多项式取最大值,且最大值为;
故答案为:1,;
(3)
,
当且,即时,多项式取最小值,并且最小值为.
,,最小值是10.
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