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2018 年湖北预赛 · 第 7 题
F3填空题不等式的证明
设正实数 x,y 满足
x2+y2+x1+y1=427,
则
P=x15−4y3
的最小值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:6
解析
思路
将目标与已知等式相加,使两个倒数系数都变为可配平的正数。
解答
记约束左侧为 G=27/4。则 G+P=x2+y2+16/x+1/(4y)。均值不等式给 x2+8/x+8/x≥12,以及 y2+1/(8y)+1/(8y)≥3/4。所以 P≥51/4−27/4=6。取 x=2,y=1/2 时约束成立且两组均值同时取等,故最小值为 6。
复核
回代约束得 4+1/4+1/2+2=27/4;目标为 15/2−3/2=6。所有参与均值的项都正,两个不同系数的拆分与取等点对应一致。
方法总结
带负权的倒数目标可尝试加上约束,使其成为可分组估计的正项和。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
将约束式和目标相加,拆成两个可同时取等的三项基本不等式,最后回验原约束。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:均值不等式:拆项与配权
专题卡:正数的和与积互相估计:拆项配平,用基本不等式