Cho \(a\) là số thực dương thỏa mãn \(a \ge 2\). Giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(A = a{}^2 +

Câu hỏi số 464328:

Vận dụng cao

Cho \(a\) là số thực dương thỏa mãn \(a \ge 2\). Giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(A = a{}^2 + \dfrac{1}{{{a^2}}}\) là

A. \(2\)

B. \(4\)

C. \(\dfrac{{15}}{4}\)

D. \(\dfrac{{17}}{4}\)

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:464328

Phương pháp giải

Áp dụng

+ Bất đẳng thức Bunhiacopxki cho \(2\) bộ số tùy ý \(a,\,\,b\) và \(x,\,\,y\) ta có: \(\left( {{a^2} + {b^2}} \right)\left( {{x^2} + {y^2}} \right) \ge {\left( {ax + by} \right)^2}\)

Đẳng thức xảy ra \( \Leftrightarrow \dfrac{a}{x} = \dfrac{b}{y}\)

+ Sau đó, áp dụng bất đẳng thức Cô-si: \(\sqrt {ab} \le \dfrac{{a + b}}{2}\,\,\forall a,\,\,b \ge 0\)

Dấu “\( = \)” xảy ra \( \Leftrightarrow a = b\).

Giải chi tiết

Theo đề bài, ta có:

\(\begin{array}{l}A = {a^2} + \dfrac{1}{{{a^2}}}\\ = \dfrac{1}{{17}}.\left( {{a^2} + \dfrac{1}{{{a^2}}}} \right).17\\ = \dfrac{1}{{17}}.\left( {{a^2} + \dfrac{1}{{{a^2}}}} \right).\left( {{4^2} + 1} \right)\end{array}\)

Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki với hai bộ số \(\left( {{a^2},\dfrac{1}{{{a^2}}}} \right)\) và \(\left( {{4^2},1} \right)\)

\(\dfrac{1}{{17}}.\left( {{a^2} + \dfrac{1}{{{a^2}}}} \right).\left( {{4^2} + 1} \right)\)\( \ge \dfrac{1}{{17}}{\left( {4a + \dfrac{1}{a}} \right)^2}\,\)

\( \Rightarrow A \ge 17.{\left( {\dfrac{a}{4} + \dfrac{1}{a} + \dfrac{{15}}{4}a} \right)^2} \ge 17.{\left( {1 + \dfrac{{15}}{4}a} \right)^2} \ge 17.{\left( {1 + \dfrac{{15}}{2}} \right)^2} = \dfrac{{17}}{4}\)

Dấu “\( = \)” xảy ra \( \Leftrightarrow a = 2\).

Vậy \(\min A = \dfrac{{17}}{4} \Leftrightarrow a = 2\).

Đáp án cần chọn là: D

Tham Gia Group Dành Cho 2K9 Chia Sẻ, Trao Đổi Tài Liệu Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến Lớp 10 cùng thầy cô giáo giỏi tại Tuyensinh247.com, (Xem ngay) Cam kết giúp học sinh học tốt, bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, làm quen kiến thức, định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 10