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isee
Posted 2022-10-16 00:21
源自知乎提问,及更多的解法.
权当是 均值不等式的应用吧,这两题是本质一样的,把第二题搬过来~~
题:正实数满足 $3a-5b=4a^2b^2$ ,则 $\dfrac 1a+\dfrac 1b$ 的最小值为____.
这里强制看作线性的(给出另一种相对通用的处理):\[\frac 1a+\frac 1b=a^{-1}+b^{-1}=x+y,\] 其中 $a=x^{-1},\;b^{-1}=y$ ——主要是方便阅读习惯——或者理解换元亦可.
于是将条件转化为 \[a^{-1}b^{-1}(3b^{-1}-5a^{-1})=xy(3y-5x)=4,\] 从而有 \[80=10x\cdot 2y\cdot (3y-5x)\leqslant \left(\frac{10x+2y+3y-5x}3\right)^3,\tag{01}\] 即有 \[x+y\geqslant \frac {3\sqrt[3]{80}}5=\frac{6\sqrt[3]{10}}5.\] 取等号时 $10x=2y=3y-5x$ 亦 $y=5x$, $xy(3y-5x)=4.$
如何得到的系数?我真是一眼就看(或者说是猜,正如十字相乘)出来 了,初学者向下看——
以上凑配 $(01)$ 亦可以用待定系数 $mx\cdot ny\cdot (3y-5x)\leqslant \left(\dfrac{(m-5)x+(n+3)y}3\right)^3$ 则等号成立时 $mx=ny=3y-5x$ 得到 \[\left\{\begin{aligned}mx&=ny,\\
5x&=(3-n)y,\end{aligned}\right.\] 进一步知 $\dfrac{m}{5}=\dfrac{n}{3-n},$ 即 $m=\dfrac{5n}{3-n}\tag{02}$.另一方面, $(m-5)x+(n+3)y$ 需要是目标式 $x+y$ 倍数,即对应字母 $x,y$ 的系数成比例 $\dfrac{m-5}1=\dfrac{n+3}1\tag{03}$ 联立 $(02),(03)$ 解正数解 $m=10,\;n=2$.
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