Xét các số thực dương \(a\), \(b\), \(x\),\(y\) thỏa mãn \(a>1\), \(b>1\) và \({{a}^{x}}={{b}^{y}}=\sqrt{ab}\). Giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(P=x+2y\) thuộc tập hợp nào dưới đây?
A. \(\left( 1;2 \right)\)
B. \(\left[ 2;\frac{5}{2} \right)\)
C. \(\left[ 3;4 \right)\).
D. \(\left[ \frac{5}{2};3 \right)\).
Lời giải của giáo viên
Theo bài ra ta có: \({{a}^{x}}={{b}^{y}}=\sqrt{ab}\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{a^x} = {a^{\frac{1}{2}}}.{b^{\frac{1}{2}}}\\
{b^y} = {a^{\frac{1}{2}}}.{b^{\frac{1}{2}}}
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{a^{x - \frac{1}{2}}} = {b^{\frac{1}{2}}}\\
{b^{y - \frac{1}{2}}} = {a^{\frac{1}{2}}}
\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}{\log _a}b\\
y - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}.{\log _b}a
\end{array} \right.\)
Do đó: \(P=x+2y\)\(=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}{{\log }_{a}}b+1+{{\log }_{b}}a\)\(=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}{{\log }_{a}}b+{{\log }_{b}}a\)
Đặt \(t={{\log }_{a}}b\). Vì \(a\), \(b>1\) nên \({{\log }_{a}}b>{{\log }_{a}}1=0\).
Khi đó \(P=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}t+\frac{1}{t}\)\(\ge \frac{3}{2}+2\sqrt{\frac{1}{2}t.\frac{1}{t}}=\frac{3}{2}+\sqrt{2}\).
Vậy \(P\)đạt giá trị nhỏ nhất là \(\frac{3}{2}+\sqrt{2}\) khi \(t=\sqrt{2}\) hay \(b={{a}^{\sqrt{2}}}\).
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông tại A, AB=2a, AC=4a. SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA=a (minh học như hình vẽ). Gọi M là trung điểm của AB. Khoảng cách giữa hai đường thẳng SM và BC bằng
Số giao điểm của đồ thị hàm số \(y = {x^3} - 3x + 1\) và trục hoành là
Cho cấp số cộng \(\left( {{u}_{n}} \right)\) với \({{u}_{1}}=3\) và \({{u}_{2}}=9\). Công sai của cấp số cộng đã cho bằng
Tập nghiệm của bất phương trình \({9^x} + {2.3^x} - 3 > 0\) là
Trong không gian Oxyz, hình chiếu vuông góc của điểm M(2; 1; -1) trên mặt phẳng (Oxz) có tọa độ là
Xét các số thực a và b thỏa mãn \({\log _3}\left( {{3^a}{{.9}^b}} \right) = {\log _9}3\). Mệnh đề nào dưới đây đúng?
Diện tích S của hình phẳng giới hạn bởi các đường \(y = 2{x^2}\), y = -1, x = 0 và x = 1 được tính bởi công thức nào dưới đây?
Xét \(\int\limits_0^2 {x{{\rm{e}}^{{x^2}}}dx} \), nếu đặt \(u = {x^2}\) thì \(\int\limits_0^2 {x{{\rm{e}}^{{x^2}}}dx} \) bằng
Cho hàm số f(x) có bảng xét dấu của f’(x) như sau:
Số điểm cực trị của hàm số đã cho là
Gọi \({{z}_{0}}\) là nghiệm phức có phần ảo âm của phương trình \({{z}^{2}}-2z+5=0.\) Môđun của số phức \({{z}_{0}}+i\) bằng
Trong không gian Oxyz, cho mặt cầu \(\left( S \right):{{\left( x-2 \right)}^{2}}+{{\left( y+4 \right)}^{2}}+{{\left( z-1 \right)}^{2}}=9\). Tâm của (S) có tọa độ là
Cho khối nón có chiều cao h=3 và bán kính đáy r=4. Thể tích của khối nón đã cho bằng
Cho khối chóp có diện tích đáy B=3 và chiều cao h=4. Thể tích của khối chóp đã cho bằng
Cho hàm số \(y=f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như sau:
Số nghiệm thuộc đoạn \(\left[ 0;\frac{5\pi }{2} \right]\) của phương trình \(f\left( \sin x \right)=1\) là
Cho hình chóp S.ABC có SA vuông góc với mặt phẳng (ABC), \(SA = a\sqrt 2 \), tam giác ABC vuông cân tại B và AC=2a (minh họa như hình bên). Góc giữa đường thẳng SB và mặt phẳng (ABC) bằng