专题地图 › 不等式的证明
2023 年内蒙古预赛
F3填空题不等式的证明
设实数 x,y 满足
log4(x+2y)+log4(x−2y)=1,
则 ∣x∣−∣y∣ 的最小值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
对数定义域先确定 x>2∣y∣,合并对数后只需研究一个单变量根式。
解答
定义域给出 x+2y>0,x−2y>0,故 x>2∣y∣≥0。合并对数得
x2−4y2=4.
令 t=∣y∣≥0,则 x=21+t2。由
4(1+t2)−(t+3)2=(3t−1)2≥0
及两边非负,得到
∣x∣−∣y∣=21+t2−t≥3.
当 t=1/3 时等号成立,所以最小值为
3.
复核
等号点对应 x=4/3,满足 x>2∣y∣,因而没有触及对数定义域边界。
方法总结
两对数之和先化为乘积约束;绝对值只保留 ∣y∣ 后,可用配方直接确定根式差的最小值。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
需由对数定义域先确定x正且大于2|y|,再以t=|y|把双曲线约束转成2sqrt(1+t²)-t;此后标准一元最值可完成。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:作差后证明非负
专题卡:证明不等式或求最值:两边作差,配成平方、齐次式、比值和对称式:归一化或换元,减少变量