Xét các số thực không âm a,b thỏa mãn 3a+2b≤log2(3a+2b)+1. Giá trị nhỏ nhất của a2+b2 bằng bao nhiêu?
Điền số nguyên hoặc phân số dạng a/b
Đáp án:
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án:
Ta xét 3a+2b≤log2(3a+2b)+1 (1)
Đặt t=3a+2b(t≥0).
Phương trình (1) tương đương với: t≤log2(t)+1
⇔log2(t)−t+1≥0.
Đặt f(t)=log2(t)−t+1≥0.
Ta có f′(t)=1t.ln2−1>0
⇔t<1ln2.
⇒ Hàm số f(t) đồng biến trên khoảng (0;1ln2).
Giả sử t<1, ta có f(t)<f(1)=0 (mâu thuẫn với f(t)≥0).
Do đó t≥1
⇔3a+2b≥1.
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy – Schwarz, ta có:
(3a+2b)2≤(32+22)(a2+b2)=13(a2+b2).
⇔a2+b2≥(3a+2b)213≥1213=113.
Dấu “=” xảy ra ⇔{3a+2b=1a3=b2⇔{a=313b=213
Vậy giá trị nhỏ nhất của a2+b2 bằng 113.
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Đặt t=3a+2b(t≥0). Đưa bất phương trình ban đầu về dạng f(t)≥0.
Bước 2: Chứng minh t≥1.
Bước 3: Áp dụng bất đẳng thức Cauchy – Schwarz để tìm giá trị nhỏ nhất của a2+b2 và kết luận.