Для того чтобы определить, какое из предложенных неравенств верно при любом значении переменной \( a \), давайте решим каждое из них по отдельности.
1) \( a^2 - 8a \leq 16 \)
Перепишем неравенство:
\[ a^2 - 8a - 16 \leq 0 \]
Теперь найдем корни уравнения \( a^2 - 8a - 16 = 0 \) с помощью дискриминанта:
\[ D = b^2 - 4ac = (-8)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-16) = 64 + 64 = 128 \]
Корни будут:
\[ a = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{8 \pm \sqrt{128}}{2} = \frac{8 \pm 8\sqrt{2}}{2} = 4 \pm 4\sqrt{2} \]
Теперь будем определять знак выражения \( a^2 - 8a - 16 \) на промежутках, определенных корнями. Корни:
\[ 4 - 4\sqrt{2} \quad \text{и} \quad 4 + 4\sqrt{2} \]
Эти значения делят числовую прямую на три промежутка: \( (-\infty, 4 - 4\sqrt{2}) \), \( (4 - 4\sqrt{2}, 4 + 4\sqrt{2}) \) и \( (4 + 4\sqrt{2}, +\infty) \).
- Для \( a < 4 - 4\sqrt{2} \) выражение будет положительным.
- Для \( 4 - 4\sqrt{2} < a < 4 + 4\sqrt{2} \) выражение будет отрицательным (или равно нулю на границах).
- Для \( a > 4 + 4\sqrt{2} \) выражение снова положительно.
Таким образом, неравенство выполняется на интервале:
\[ [4 - 4\sqrt{2}, 4 + 4\sqrt{2}] \]
Это неравенство неверно для любых значений \( a \).
2) \( a^2 \leq 8a - 16 \)
Перепишем это неравенство:
\[ a^2 - 8a + 16 \leq 0 \]
Обратите внимание, что это можно записать как:
\[ (a - 4)^2 \leq 0 \]
Квадрат числа всегда неотрицателен и равен нулю только при \( a = 4 \). Таким образом, это неравенство выполняется только при \( a = 4 \), а не для любых значений \( a \).
3) \( a^2 - 8a \geq 16 \)
Перепишем неравенство:
\[ a^2 - 8a - 16 \geq 0 \]
Это такое же выражение, как в первом пункте, с измененным знаком. Мы уже нашли корни: \( 4 - 4\sqrt{2} \) и \( 4 + 4\sqrt{2} \). Следовательно, знак будет противоположным:
- Для \( a < 4 - 4\sqrt{2} \) выражение будет положительным.
- Для \( 4 - 4\sqrt{2} < a < 4 + 4\sqrt{2} \) выражение будет отрицательным.
- Для \( a > 4 + 4\sqrt{2} \) выражение снова положительно.
Таким образом, неравенство выполняется на интервалах:
\[ (-\infty, 4 - 4\sqrt{2}] \cup [4 + 4\sqrt{2}, +\infty) \]
Это неравенство неверно для любых значений \( a \).
4) \( a^2 \geq 8a - 16 \)
Перепишем:
\[ a^2 - 8a + 16 \geq 0 \]
Как мы уже нашли, \( (a - 4)^2 \geq 0 \) выполняется для всех \( a \) и равно нулю только при \( a = 4 \). Таким образом, это неравенство верно для любых значений \( a \).
Ответ
Таким образом, окончательный ответ:
4) \( a^2 \geq 8a - 16 \) верно при любом значении переменной \( a \).