Cho x, y>0 thỏa mãn \(\log \left( x+2y \right)=\log \left( x \right)+\log \left( y \right)\). Khi đó, giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(P=\frac{{{x}^{2}}}{1+2y}+\frac{4{{y}^{2}}}{1+x}\) là:
A. 6
B. \(\frac{32}{5}\).
C. \(\frac{31}{5}\)
D. \(\frac{29}{5}\)
Lời giải của giáo viên
Điều kiện: x > 0, y > 0.
Ta có: \(\log \left( {x + 2y} \right) = \log \left( x \right) + \log \left( y \right) \Rightarrow \log \left( {x + 2y} \right) = \log \left( {x.y} \right) \Rightarrow x + 2y = xy\,\,\,(*)\).
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz dạng Engel , ta có: \(P = \frac{{{x^2}}}{{1 + 2y}} + \frac{{{{\left( {2y} \right)}^2}}}{{1 + x}} \ge \frac{{{{\left( {x + 2y} \right)}^2}}}{{2 + x + 2y}}\).
Theo AM-GM, ta có: \(x + 2y \ge 2\sqrt {x.2y} \mathop = \limits^{(1)} 2\sqrt {2\left( {x + 2y} \right)} \Leftrightarrow {\left( {x + 2y} \right)^2} \ge 8\left( {x + 2y} \right)\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x + 2y \le 0\,\,\,({\rm{L}})\\ x + 2y \ge 8\,\,\,({\rm{N}}) \end{array} \right.\) (do điều kiện x > 0, y > 0). Suy ra \({x + 2y \ge 8}\).
Đặt \(t = x + 2y \ge 8\), ta có: \(P \ge \frac{{{t^2}}}{{t + 2}} = t - 2 + \frac{4}{{t + 2}}\).
\( \Leftrightarrow P \ge \underbrace {\frac{1}{{25}}\left( {t + 2} \right) + \frac{4}{{t + 2}}}_{AM - GM} + \underbrace {\frac{{24}}{{25}}t}_{ \ge \frac{{24}}{{25}}.8} - \frac{{52}}{{25}} \ge 2\sqrt {\frac{4}{{25}}} + \frac{{24}}{{25}}.8 - \frac{{52}}{{25}} = \frac{{32}}{5}\)
Do vậy \({P_{\min }} = \frac{{32}}{5}\).
Dấu đẳng thức xảy ra \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} \frac{x}{{1 + 2y}} = \frac{{2y}}{{1 + x}}\\ \underbrace {x + 2y}_t = 8;\,\,\frac{1}{{25}}\left( {t + 2} \right) = \frac{4}{{t + 2}} \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} \frac{{8 - 2y}}{{1 + 2y}} = \frac{{2y}}{{1 + 8 - 2y}}\\ x = 8 - 2y \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} x = 4\\ y = 2 \end{array} \right..\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Cho lăng trụ \(ABCD.A'B'C'D'\) có đáy \(ABCD\) là hình chữ nhật tâm \(O\) và \(AB=a\), \(AD=a\sqrt{3}\); \(A'O\) vuông góc với đáy \(\left( ABCD \right)\). Cạnh bên \(AA'\) hợp với mặt đáy \(\left( ABCD \right)\) một góc \({{45}^{0}}\). Tính theo \(a\) thể tích \(V\) của khối lăng trụ đã cho.
Tìm tập xác định \(\text{D}\) của hàm số \(y=\frac{1}{\sqrt{2-x}}+\ln \left( x-1 \right)\).
Mặt phẳng đi qua trục hình trụ, cắt hình trụ theo thiết diện là hình vuông cạnh bằng \(a\). Thể tích khối trụ bằng:
Đường cong trong hình bên là đồ thị của một hàm số trong bốn hàm số được liệt kê ở bốn phương án A, B, C, D dưới đây. Hỏi hàm số đó là hàm số nào?
Viết phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực trị của đồ thị hàm số \(y=-2{{x}^{3}}+3{{x}^{2}}+1\).
Hàm số \(y=\frac{1}{2}{{x}^{4}}-3{{x}^{2}}-3\) nghịch biến trên các khoảng nào ?
Cho hai số thực b và c \(\left( c>0 \right)\). Kí hiệu A, B là hai điểm của mặt phẳng phức biểu diễn hai nghiệm phức của phương trình \({{z}^{2}}+2bz+c=0\). Tìm điều kiện của b và c để tam giác OAB là tam giác vuông (O là gốc tọa độ).
Trong bốn hàm số được liệt kê ở bốn phương án A, B, C, D dưới đây. Hàm số nào có bảng biến thiên sau?
Tìm nguyên hàm của hàm số\(f\left( x \right)={{x}^{3}}\ln \left( \frac{4-{{x}^{2}}}{4+{{x}^{2}}} \right)\) ?
Tính giá trị của biểu thức \(P={{\log }_{a}}\left( a.\sqrt[3]{a\sqrt{a}} \right)\) với \(0<a\ne 1.\)
Cho hàm số \(y=\frac{x+2}{x-1}\) có đồ thị (C). Chọn mệnh đề sai?
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm \(A\left( 1;2;1 \right)\) và mặt phẳng \(\left( P \right):x+2y-2z-1=0.\) Gọi B là điểm đối xứng với A qua \(\left( P \right)\). Độ dài đoạn thẳng AB là
Gọi S là tập hợp tất cả các số tự nhiên có 7 chữ số. Lấy ngẫu nhiên một số từ tập S. Xác suất để số lấy được có tận cùng là 3 và chia hết cho 7 (làm tròn đến chữ số phần nghìn) có dạng \(\overline{0,\,abc}\). Tính \({{a}^{2}}+{{b}^{2}}+{{c}^{2}}\).
Cho cấp số nhân \(\left( {{x}_{n}} \right)\) có \(\left\{ \begin{matrix} {{x}_{2}}-{{x}_{4}}+{{x}_{5}}=10 \\ {{x}_{3}}-{{x}_{5}}+{{x}_{6}}=20 \\ \end{matrix} \right..\) Tìm \({{x}_{1}}\) và công bội q.
Cho số phức \(z=-1+3i\). Phần thực và phần ảo của số phức \(w=2i-3\overline{z}\) lần lượt là: