khoahoc.vietjack.com

Câu hỏi:

27/12/2025 285 Lưu

Cho các số thực \(a,\,b\) thoả mãn: \(a > 0,\,\,b > 0\) và \[{\left( {a + b} \right)^3} = 2\left( {1 - {a^2} - {b^2}} \right).\]

Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \[M = \frac{1}{{ab}} + \frac{1}{{{a^2} + {b^2}}}.\]

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Ta có: \[\]\[{\left( {a + b} \right)^3} = 2\left( {1 - {a^2} - {b^2}} \right) \Leftrightarrow {\left( {a + b} \right)^3} + 2\left( {{a^2} + {b^2}} \right) = 2\]

Vì \(a > 0,\,\,b > 0\) ta có \[2\left( {{a^2} + {b^2}} \right) \ge {\left( {a + b} \right)^2}\] (theo AM – GM)

\[ \Rightarrow {\left( {a + b} \right)^3} + {\left( {a + b} \right)^2} \le 2\]

\[ \Leftrightarrow {\left( {a + b} \right)^3} + {\left( {a + b} \right)^2} - 2 \le 0\]\[ \Leftrightarrow \left( {a + b - 1} \right)\left[ {{{\left( {a + b} \right)}^2} + 2\left( {a + b} \right) + 2} \right] \le 0\]

\[ \Leftrightarrow a + b - 1 \le 0\]( vì \[{\left( {a + b} \right)^2} + 2\left( {a + b} \right) + 2 > 0\] với \(a > 0,b > 0\))

\[ \Leftrightarrow a + b \le 1\].

 Chứng minh bất đẳng thức phụ sau: \[\frac{1}{x} + \frac{1}{y} \ge \frac{4}{{x + y}}\left( {x > 0,\,\,y > 0} \right)\]        \[\left(  *  \right)\]

Ta có: \[\frac{1}{x} + \frac{1}{y} \ge \frac{4}{{x + y}} \Leftrightarrow {\left( {x + y} \right)^2} \ge 4xy \Leftrightarrow {\left( {x - y} \right)^2} \ge 0\] (luôn đúng)

Áp dụng bất đẳng thức \[\left(  *  \right)\], ta được:

\[\frac{1}{{2ab}} + \frac{1}{{{a^2} + {b^2}}} \ge \frac{4}{{{a^2} + {b^2} + 2ab}} \Leftrightarrow \frac{1}{{2ab}} + \frac{1}{{{a^2} + {b^2}}} \ge \frac{4}{{{{\left( {a + b} \right)}^2}}} \ge 4\] (vì \[a + b \le 1\])

Với \(a > 0,\,\,b > 0\) ta có \[1 \ge a + b \ge 2\sqrt {ab}  \Rightarrow 1 \ge 4ab \Rightarrow \frac{1}{{2ab}} \ge 2\]

\[ \Rightarrow M = \frac{1}{{ab}} + \frac{1}{{{a^2} + {b^2}}} = \left( {\frac{1}{{2ab}} + \frac{1}{{{a^2} + {b^2}}}} \right) + \frac{1}{{2ab}} \ge 4 + 2 \Leftrightarrow M \ge 6\]

Dấu “\[ = \]” xảy ra khi và chỉ khi \[a = b = \frac{1}{2}\]
Vậy giá trị nhỏ nhất của \[M\] là \[6\] khi \[a = b = \frac{1}{2}.\]

Đang tải chế độ Học...

Hot: 1000+ đề thi giữa kì 1 lớp 1-12 đầy đủ các môn (Update 2026) (chỉ từ 60k). Tải ngay

ĐẶC QUYỀN VIP

Đăng ký VIP để học và luyện thi không giới hạn

Trọn bộ quyền lợi trên Vietjack, trong một tài khoản.

  • Phòng luyện thi cấp tốc: ĐGNL - ĐGTD, Tốt nghiệp THPT, Ôn vào 10, Ôn vào 6, Ôn Giữa kì/Cuối kì
  • Hơn 200K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
  • Với 3tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
  • Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
  • Xem hàng ngàn bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
  • Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
  • Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện
  • Đăng ký ngay

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

1a)Với \(m =  - 3\) phương trình \(\left( 1 \right)\) có dạng \({x^2} + 8x = 0.\)

\[ \Leftrightarrow x{\rm{(}}x + 8{\rm{)}} = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x + 8 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x =  - 8\end{array} \right.\]

Vậy khi \(m =  - 3,\) phương trình có nghiệm là \(x = 0;\,\,x =  - 8.\)

b)Có \(\Delta ' = {\left[ { - \left( {m - 1} \right)} \right]^2} - {m^2} + 9 = {m^2} - 2m + 1 - {m^2} + 9 =  - 2m + 10.\)

Phương trình \(\left( 1 \right)\) có hai nghiệm phân biệt \({x_1},\,\,{x_2}\) \[ \Leftrightarrow \Delta ' > 0 \Leftrightarrow  - 2m + 10 > 0 \Leftrightarrow m < 5\]

Theo hệ thức Vi-ét \[\left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} = 2\left( {m - 1} \right)\,\,\,\,\,\left( 2 \right)\\{x_1}{x_2} = {m^2} - 9\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 3 \right)\end{array} \right.\] 

Theo đề bài ta có: \[{x_1} - {x_2} = 2m - 10,\] kết hợp với (2) ta được \[{x_1} = 2m - 6;{x_2} = 4\]  

Thay \[{x_1} = 2m - 6;{x_2} = 4\] vào (3) ta được:\(\left( {2m - 6} \right)4 = {m^2} - 9 \Leftrightarrow {m^2} - 8m + 15 = 0\).

Giải được \(m = 3\) (thoả mãn), \(m = 5\) (loại)

Vậy với \(m = 3\) phương trình \(\left( 1 \right)\) có hai nghiệm phân biệt \({x_1},{x_2}\) thỏa mãn

\({x_1} - {x_2} = 2m - 10.\)

2.Gọi chiều dài của vườn ban đầu là \[x\left( m \right)\], chiều rộng của vườn ban đầu là \[y\left( m \right)\]

(ĐK: \(0 < y < x < 50\))

Vì chu vi của vườn ban đầu là \[100m\] nên ta có phương trình:

\[2\left( {x + y} \right) = 100 \Leftrightarrow x + y = 50{\rm{ }}\left( 1 \right)\]

Chiều dài của vườn sau khi mở rộng là: \[\left( {x + 5} \right){\rm{ }}\left( m \right)\]

Chiều rộng của vườn sau khi mở rộng là: \[\left( {y + 4} \right){\rm{ }}\left( m \right)\]

Khi đó diện tích vườn trường đã tăng thêm \[240{m^2}\] nên ta có phương trình:

\(\left( {x + 5} \right)\left( {y + 4} \right) - xy = 240\,\,\,\left( 2 \right)\)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = 50\\\left( {x + 5} \right)\left( {y + 4} \right) - xy = 240\end{array} \right.\)

Giải hệ phương trình.

Giải hệ phương trình ta được: \[x = 30{\rm{;}}\,y = 20\] (thoả mãn điều kiện).

Vậy chiều dài của vườn ban đầu là \[30m,\] chiều rộng của vườn ban đầu là \[20m.\]

Lời giải

a. (1,0 điểm)

  \(A = 6\sqrt 2  - 5\sqrt 2  - \left| {\sqrt 2  - 1} \right|\)

     \( = \sqrt 2  - \sqrt 2  + 1\) (vì \(\sqrt 2  - 1 > 0\)) \[ = 1\]

 Với \[x\; \ge 0,\,\,x \ne 4,\;\,x \ne 9\] ta có :

  \[B = \left[ {\frac{{3\left( {\sqrt x  + 2} \right)}}{{\left( {\sqrt x  - 2} \right)\left( {\sqrt x  + 2} \right)}} + \frac{{\sqrt x }}{{\sqrt x  - 2}}} \right]:\frac{{\left( {\sqrt x  - 3} \right)\left( {\sqrt x  + 3} \right)}}{{\sqrt x  - 3}}\]

    \( = \frac{{3 + \sqrt x }}{{\sqrt x  - 2}} \cdot \frac{1}{{\sqrt x  + 3}} = \frac{1}{{\sqrt x  - 2}}.\)

b. (0,5 điểm)

Để \(A - 2B = 3\) \( \Leftrightarrow 1 - \frac{2}{{\sqrt x  - 2}} = 3 \Rightarrow \sqrt x  - 2 - 2 = 3\sqrt x  - 6 \Leftrightarrow 2\sqrt x  = 2 \Leftrightarrow \sqrt x  = 1\)

\( \Leftrightarrow x = 1\) (thoả mãn).

Vậy \(x = 1\) thì \(A - 2B = 3.\)