Cho các số dương a,b thoả mãn điều kiện a+\(\frac{1}{b}\)≤1 . Tìm GTNN của biểu thức: S=\(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
Ta có:
\(\hept{\begin{cases}\frac{a^2}{1+b}+\frac{1+b}{4}\ge a\\\frac{b^2}{1+a}+\frac{1+a}{4}\ge b\end{cases}}\)
\(\Rightarrow\hept{\begin{cases}\frac{a^2}{1+b}\ge\frac{4a-b-1}{4}\\\frac{b^2}{1+a}\ge\frac{4b-a-1}{4}\end{cases}}\)
\(\Rightarrow A=\frac{a^2}{1+b}+\frac{b^2}{1+a}\ge\frac{4a-b-1}{4}+\frac{4b-a-1}{4}\)
\(=\frac{3}{4}\left(a+b\right)-\frac{1}{2}\ge\frac{3}{4}.2\sqrt{ab}-\frac{1}{2}=\frac{3}{2}-\frac{1}{2}=1\)
Dấu = xảy ra khi \(a=b=1\)
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
Áp dụng Bđt \(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\ge\frac{9}{a+b+c}\)ta có:
\(P\ge\frac{1}{a^2+b^2+c^2}+\frac{9}{ab+bc+ca}\)
Lại có:
\(\frac{1}{a^2+b^2+c^2}+\frac{1}{ab+bc+ca}+\frac{1}{ab+bc+ca}\)
\(\ge\frac{9}{a^2+b^2+c^2+2\left(ab+bc+ca\right)}=9\)
Mặt khác \(ab+bc+ca\le\frac{1}{3}\left(a+b+c\right)^2=\frac{1}{3}\)
\(\Rightarrow\frac{1}{ab+bc+ca}\ge3\)\(\Rightarrow P_{Min}=30\)
Dấu = khi \(a=b=c=\frac{1}{3}\)
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
\(P=a+b+\frac{1}{a}+\frac{1}{b}=\left(4a+\frac{1}{a}\right)+\left(4b+\frac{1}{b}\right)-\left(3a+3b\right)\)
\(\ge4+4-3=5\)
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
Ta có:
\(\frac{1}{a}+\frac{1}{c}=\frac{2}{b}\Leftrightarrow b=\frac{2}{\frac{1}{a}+\frac{1}{c}}=\frac{2ac}{a+c}\)
Thế \(b=\frac{2ac}{a+c}\) vào M, ta được:
\(M=\frac{a+b}{2a-b}+\frac{c+b}{2c-b}=\frac{a+\frac{2ac}{a+c}}{2a-\frac{2ac}{a+c}}+\frac{c+\frac{2ac}{a+c}}{2c-\frac{2ac}{a+c}}=\frac{1+\frac{2c}{a+c}}{2-\frac{2c}{a+c}}+\frac{1+\frac{2a}{a+c}}{2-\frac{2a}{a+c}}\)
\(M=\frac{\left(a+c\right)+2c}{2\left(a+c\right)-2c}+\frac{\left(a+c\right)+2a}{2\left(a+c\right)-2a}=\frac{a+3c}{2a}+\frac{3a+c}{2c}\)
\(M+2=\frac{a+3c}{2a}+1+\frac{3a+c}{2c}+1=\frac{3a+3c}{2a}+\frac{3a+3c}{2c}=\frac{3}{2}\left(a+c\right)\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{c}\right)\)
\(M+2=\frac{3}{2}\left(1+\frac{a}{c}+\frac{c}{a}+1\right)=\frac{3}{2}\left(2+\frac{a}{c}+\frac{c}{a}\right)\)
Xét \(\frac{a}{c}+\frac{c}{a}\ge2\Leftrightarrow...\)(bạn tự biến đổi tương đương để chứng minh nó nhé)
(ĐK xảy ra dấu "=": a=c)
Do đó \(M+2=\frac{3}{2}\left(1+\frac{a}{c}+\frac{c}{a}+1\right)=\frac{3}{2}\left(2+\frac{a}{c}+\frac{c}{a}\right)\ge\frac{3}{2}\left(2+2\right)=6\Leftrightarrow M\ge4\)
Vậy GTNN của \(M=4\)khi \(a=c\Leftrightarrow\frac{2}{b}=\frac{2}{a}\Leftrightarrow b=a=c\)
Chúc bạn học tốt!
P/S: bài này khó thật đấy! Mình chuyên toán 9 mà giải hết nửa tiếng mới xong :D!
\(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}=\frac{a^2}{ab}+\frac{b^2}{ab}=\frac{a^2+b^2}{ab}\ge2\)
Vậy Min A = 2 \(\Leftrightarrow a=b\)