Для ответа на вопрос проанализируем каждое из предложенных выражений, рассматривая все возможные значения переменной a: положительные (a>0), отрицательные (a<0) и ноль (a=0).
положительным:
Проверим, какое из выражений всегда принимает положительные или равные нулю значения.
Выражение (−a)2. По свойству степени, минус в скобках при возведении в четную степень исчезает: (−a)2=a2. Квадрат любого действительного числа всегда является неотрицательным числом, то есть a2≥0 при любом a.
Например, если a=3, то (−3)2=9>0.
Если a=−3, то (−(−3))2=32=9>0.
Если a=0, то (−0)2=0.
Следовательно, это выражение всегда неотрицательное.
Выражение −a2. Здесь сначала вычисляется квадрат a2, а затем к результату применяется знак минус. Так как a2≥0, то −a2≤0. Это выражение всегда неположительное, значит, оно не подходит.
Выражение a3. Знак этого выражения зависит от знака a. Если a — положительное число, то a3 будет положительным. Если a — отрицательное число, то a3 будет отрицательным (например, (−2)3=−8). Значит, это выражение не является положительным при любых a.
Таким образом, единственное выражение, которое принимает неотрицательные (положительные или равные нулю) значения при любых a, — это (−a)2.
Ответ: значение выражения (−a)2 будет положительным (точнее, неотрицательным) при любых значениях a.
отрицательным:
Проверим, какое из выражений всегда принимает отрицательные или равные нулю значения.
Выражение (−a)2. Как мы уже выяснили, это выражение всегда неотрицательно ((−a)2≥0), поэтому оно не может быть всегда отрицательным.
Выражение −a2. Поскольку a2 всегда неотрицательно (a2≥0), то выражение −a2 всегда будет неположительным, то есть −a2≤0.
Например, если a=3, то −32=−9<0.
Если a=−3, то −(−3)2=−9<0.
Если a=0, то −02=0.
Следовательно, это выражение всегда неположительное.
Выражение a3. Как было показано ранее, это выражение может быть положительным (например, 23=8), поэтому оно не является отрицательным при любых a.
Таким образом, единственное выражение, которое принимает неположительные (отрицательные или равные нулю) значения при любых a, — это −a2.
Ответ: значение выражения −a2 будет отрицательным (точнее, неположительным) при любых значениях a.