(0,5 điểm) Cho hai số dương $x$, $y$ thỏa mãn $x+y=1$.
Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(A=\left(x+\dfrac{1}{x}\right)^2+\left(y+\dfrac{1}{y}\right)^2\).
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Gọi thời gian vòi 1,2 chảy đầy bể lần lượt là x , y (x > 12, y > 12)
1 giờ vòi 1 chảy được \(\dfrac{1}{x}\) bể
1 giờ vòi 2 chảy được \(\dfrac{1}{y}\) bể
=> 1 giờ 2 vòi chảy được \(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}=\dfrac{1}{12}\) (bể) (1)
Lại có : Khi 2 vòi chảy chung trong 4 giờ và vòi 1 chảy trong 14 giờ
tiếp theo thì đầy bể
nên ta có : \(4.\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}\right)+14.\dfrac{1}{x}=1\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{9}{x}+\dfrac{2}{y}=\dfrac{1}{2}\) (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ \(\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}=\dfrac{1}{12}\\\dfrac{9}{x}+\dfrac{2}{y}=\dfrac{1}{2}\end{matrix}\right.\)
\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{2}{x}+\dfrac{2}{y}=\dfrac{1}{6}\\\dfrac{9}{x}+\dfrac{2}{y}=\dfrac{1}{2}\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}=\dfrac{1}{12}\\\dfrac{7}{x}=\dfrac{1}{3}\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}y=28\\x=21\end{matrix}\right.\)(t/m)
Vậy vòi 1 chảy đầy bể 1 mình sau 21 giờ
vòi 2 xong trong 28 giờ
a. \(\left\{{}\begin{matrix}3x-2y=5\\x+2y=4\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}3x-2y=5\\3x+6y=12\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=\dfrac{9}{4}\\y=\dfrac{7}{8}\end{matrix}\right.\)
b. Đặt a = \(\sqrt{x+1}\); \(b=\sqrt{y-2}\) ta có hệ mới là:
\(\left\{{}\begin{matrix}2a-3b=5\\4a+b=17\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=4\\y=1\end{matrix}\right.\)
\(\left\{{}\begin{matrix}\sqrt{x+1}=4\\\sqrt{y-2}=1\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x+1=16\\y-2=1\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=15\\y=3\end{matrix}\right.\)
A = \(\left(x+\dfrac{1}{x}\right)^2+\left(y+\dfrac{1}{y}\right)^2=\left(x^2+y^2\right)+\left(\dfrac{1}{x^2}+\dfrac{1}{y^2}\right)+4\)
<=> 2A = \(2\left(x^2+y^2\right)+2\left(\dfrac{1}{x^2}+\dfrac{1}{y^2}\right)+8\)
Ta có \(2\left(x^2+y^2\right)=\left(1^2+1^2\right)\left(x^2+y^2\right)\ge\left(x+y\right)^2=1\)(Bất đẳng thức Bunyakovsky) (1)
Áp dụng tương tự ta có
\(2\left(\dfrac{1}{x^2}+\dfrac{1}{y^2}\right)=\left(1^2+1^2\right).\left(\dfrac{1}{x^2}+\dfrac{1}{y^2}\right)\)
\(\ge\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}\right)^2\) (BĐT Bunyakovsky)
\(\ge\left(\dfrac{4}{x+y}\right)^2=\dfrac{16}{\left(x+y\right)^2}=16\) (BĐT Schwarz) (2)
Từ (1) và (2) ta có \(2A\ge1+16+8=25\Leftrightarrow A\ge\dfrac{25}{2}\)
Dấu "=" xảy ra <=> \(\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{1}{x}=\dfrac{1}{y}\\x=y\\x+y=1\end{matrix}\right.\Leftrightarrow x=y=\dfrac{1}{2}\)
Vậy \(A_{min}=\dfrac{25}{2}\Leftrightarrow x=y=\dfrac{1}{2}\)