a) Cho các số thực dương a, b, c thỏa mãn điều kiện \(a + b + c = 3\). Tìm giá trị nhỏ nhất

Câu hỏi số 266549:

Vận dụng

a) Cho các số thực dương a, b, c thỏa mãn điều kiện \(a + b + c = 3\). Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(A = 4{a^2} + 6{b^2} + 3{c^2}\)

b) Tìm các số nguyên dương a, b biết các phương trình \({x^2} - 2ax - 3b = 0\) và \({x^2} - 2bx - 3a = 0\) (với x là ẩn) đều có nghiệm nguyên.

A. a ) Min A=22

b)\(\left( {1;1} \right);\,\,\left( {16;11} \right);\,\,\left( {11;16} \right)\).

B. a ) Min A=15

b)\(\left( {1;1} \right);\,\,\left( {16;11} \right);\,\,\left( {10;16} \right)\).

C. a ) Min A=12

b)\(\left( {1;1} \right);\,\,\left( {16;21} \right);\,\,\left( {21;16} \right)\).

D. a ) Min A=12

b)\(\left( {1;1} \right);\,\,\left( {16;11} \right);\,\,\left( {11;16} \right)\).

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:266549

Giải chi tiết

a) Cho các số thực dương a, b, c thỏa mãn điều kiện \(a + b + c = 3\). Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(A = 4{a^2} + 6{b^2} + 3{c^2}\)

Áp dụng BĐT Cauchy cho 2 số dương ta có:

\(\begin{array}{l}4\left( {{a^2} + 1} \right) \ge 4.2\sqrt {{a^2}.1} = 8a\\6\left( {{b^2} + \frac{4}{9}} \right) \ge 6.2\sqrt {{b^2}.\frac{4}{9}} = 8b\\3\left( {{c^2} + \frac{{16}}{9}} \right) \ge 3.2\sqrt {{c^2}.\frac{{16}}{9}} = 8c\end{array}\)

Cộng vế theo vế ta có \(A + 4 + \frac{8}{3} + \frac{{16}}{3} \ge 8\left( {a + b + c} \right) = 8.3 = 24\)

Vậy \(A \ge 12\)

Dấu bằng xảy ra \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{a^2} - 1\\{b^2} = \frac{4}{9}\\{c^2} = \frac{{16}}{9}\\a,b,c \ge 0\\a + b + c = 3\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 1\\b = \frac{2}{3}\\c = \frac{4}{3}\end{array} \right.\)

Vậy \({A_{\min }} = 12 \Leftrightarrow \left( {a;b;c} \right) = \left( {1;\frac{2}{3};\frac{4}{3}} \right)\)

b) Tìm các số nguyên dương a, b biết các phương trình \({x^2} - 2ax - 3b = 0\) và \({x^2} - 2bx - 3a = 0\), với x là ẩn, đều có nghiệm nguyên.

Xét phương trình \({x^2} - 2ax - 3b = 0\) có \({\Delta _1}' = {a^2} + 3b > 0 \Rightarrow \) Phương trình có hai nghiệm phân biệt \(x = a \pm \sqrt {{a^2} + 3b} \)

Xét phương trình \({x^2} - 2bx - 3a = 0\) có \({\Delta _2}' = {b^2} + 3a > 0 \Rightarrow \) Phương trình có hai nghiệm phân biệt \(x = b \pm \sqrt {{b^2} + 3a} \)

Để cả hai phương trình đều có nghiệm nguyên \( \Leftrightarrow {a^2} + 3b\) và \({b^2} + 3a\) đều là số chinh phương.

Do vai trò của a và b là như nhau, không mất tính tổng quát, ta giả sử \(a \ge b\).

Ta chứng minh \({a^2} + 3b \le {\left( {a + 2} \right)^2}\).

Ta có

\(\begin{array}{l}\,\,\,\,\,{a^2} + 3b < {\left( {a + 2} \right)^2}\\ \Leftrightarrow {a^2} + 3b < {a^2} + 4a + 4\\ \Leftrightarrow 3b < 4a + 4\end{array}\)

Luôn đúng do giả sử \(a \ge b\).

\( \Rightarrow {a^2} < {a^2} + 3b < {\left( {a + 2} \right)^2}\,\,\left( {Do\,\,b > 0} \right)\).

Mà a, b là các số nguyên dương \( \Rightarrow {a^2} + 3b = {\left( {a + 1} \right)^2}\) là số chính phương.

\( \Leftrightarrow 3b = 2a + 1 \Rightarrow a = \frac{{3b - 1}}{2}\)

Thay vào \({\Delta _2}'\) ta có : \({\Delta _2}' = {b^2} + 3.\frac{{3b - 1}}{2} = {b^2} + \frac{9}{2}b - \frac{3}{2} = {b^2} + 2.b.\frac{9}{4} + \frac{{81}}{{16}} - \frac{{105}}{{16}} = {\left( {b + \frac{9}{4}} \right)^2} - \frac{{105}}{{16}}\) là số chính phương.

Giả sử \({\left( {b + \frac{9}{4}} \right)^2} - \frac{{105}}{{16}} = {x^2}\,\,\left( {x \in Z} \right) \Leftrightarrow \left( {b + \frac{9}{4} - x} \right)\left( {b + \frac{9}{4} + x} \right) = \frac{{105}}{{16}}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \frac{{4b - 4x + 9}}{4}.\frac{{4b + 4x + 9}}{4} = \frac{{105}}{{16}}\\ \Leftrightarrow \left( {4b - 4x + 9} \right)\left( {4b + 4x + 9} \right) = 5.21 = 1.105\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}4b - 4x + 9 = 5\\4b + 4x + 9 = 21\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}4b - 4x + 9 = 21\\4b + 4x + 9 = 5\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}4b - 4x + 9 = 1\\4b + 4x + 9 = 105\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}4b - 4x + 9 = 105\\4b + 4x + 9 = 1\end{array} \right.\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}b = 1\\x = 2\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}b = 1\\x = - 2\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}b = 11\\x = 13\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}b = 11\\x = - 13\end{array} \right.\end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}b = 1\\b = 11\end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}b = 1\\a = \frac{{3b - 1}}{2} = 1\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}b = 11\\a = \frac{{3b - 1}}{2} = 16\end{array} \right.\end{array} \right.\,\,\,\left( {tm} \right)\end{array}\)

\( \Rightarrow \left( {a;b} \right) \in \left\{ {\left( {1;1} \right);\,\,\left( {16;11} \right)} \right\}\)

Do a, b có vai trò như nhau nên \(\left( {a;b} \right) = \left( {11;16} \right)\) cũng thỏa mãn điều kiện bài toán.

Vậy các cặp số \(\left( {a;b} \right)\) thỏa mãn là \(\left( {1;1} \right);\,\,\left( {16;11} \right);\,\,\left( {11;16} \right)\).

Đáp án cần chọn là: D

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link