Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.01 MB, 25 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
CHUYÊN ĐỀ : CỰC TRỊ CỦA MỘT BIỂU THỨC
I/ GIÁ TRỊ LỚN NHẤT ,GIÁ TRỊ NHỎ NHẤT CỦẢ MỘT BIỂU THỨC
1) Cho biểu thức f(x)
a) Ta nói M giá trị lớn nhất ( GTLN) của biểu thức f(x) kí hiệu max f = M nếu hai ñiều
kiện sau ñây ñược thoả mãn:
- Với mọi x để f(x) xác định thì :
f(x) ≤ M ( M hằng số) (1)
- Tồn tại xo sao cho:
f( xo) = M (2)
b) Ta nói m là giá trị nhỏ nhất (GTNN) của biểu thức f(x) kí hiệu min f = m nếu hai ñiều
kiện sau ñây ñược thoả mãn :
- Với mọi x ñể f(x) xác định thì :
f(x) ≥ m ( m hằng số) (1’)
- Tồn tại xo sao cho:
f( xo) = m (2’)
2) Chú ý : Nếu chỉ có điều kiện (1) hay (1’) thì chưa có thể nói gì về cực trị của một
biểu thức chẳng hạn, xét biểu thức : A = ( x- 1)2 + ( x – 3)2. Mặc dù ta có A ≥ 0
nhưng chưa thể kết luận ñược minA = 0 vì khơng tồn tại giá trị nào của x ñể A = 0
A = x2 – 2x + 1 + x2 – 6x + 9 = 2( x2 – 4x + 5) = 2(x – 2)2 + 2 ≥ 2
A = 2 ⇔x -2 = 0 ⇔ x = 2
Vậy min A = 2 khi chỉ khi x = 2
II/ TÌM GTNN ,GTLN CỦA BIỂU THƯC CHỨA MỘT BIẾN
<i><b> 1/ Tam thức bậc hai: </b></i>
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Tìm GTNN của P nếu a〉 0.
Tìm GTLN của P nếu a 〈 0
Giải : P = ax2 + bx +c = a( x2 +
<i>a</i>
<i>b</i>
x ) + c = a( x +
<i>a</i>
<i>b</i>
2 )
2
+ c -
2
4
<i>b</i>
<i>a</i>
Đặt c -
<i>a</i>
<i>b</i>
4
2
= k . Do ( x +
<i>a</i>
<i>b</i>
2 )
2<sub> </sub><sub>≥</sub><sub> 0 nên : </sub>
- Nếu a 〉 0 thì a( x +
<i>a</i>
<i>b</i>
2 )
2
≥0 , do đó P ≥ k. MinP = k khi và chỉ khi x = -
<i>a</i>
-Nếu a 〈0 thì a( x +
<i>a</i>
<i>b</i>
2 )
2
≤` 0 do đó P ≤` k. MaxP = k khi và chỉ khi x = -
<i>a</i>
<i>b</i>
2
<i><b>2/ Đa thức bậc cao hơn hai: </b></i>
Ta có thể đổi biến để đưa về tam thức bậc hai
Ví dụ : Tìm GTNN của A = x( x-3)(x – 4)( x – 7)
Giải : A = ( x2 - 7x)( x2 – 7x + 12)
Đặt x2 – 7x + 6 = y thì A = ( y - 6)( y + 6) = y2 - 36 ≥ -36
minA = -36 ⇔ y = 0 ⇔ x2 – 7x + 6 = 0 ⇔ x1 = 1, x2 = 6.
<i><b> 3/ Biểu thức là một phân thức : </b></i>
a/ Phân thức có tử là hằng số, mẫu là tam thức bậc hai:
Ví dụ : Tìm GTNN của A = <sub>2</sub>
2
<i>x</i>
<i>x</i>− − .
Giải : A = <sub>2</sub>
9
5
6
2
<i>x</i>
<i>x</i>− − . = 9 6 5
2
2 <sub>−</sub> <sub>+</sub>
−
<i>x</i>
<i>x</i> = (3 1) 4
2
2<sub>+</sub>
−
<i>x</i> .
Ta thấy (3x – 1)2 ≥ 0 nên (3x – 1) 2 +4 ≥ 4 do đó 1 <sub>2</sub>
(3<i>x</i>−1) +4 ≤ 4
1
theo tính chất
a ≥ b thì
<i>a</i>
1
≤
<i>b</i>
1
với a, b cùng dấu). Do đó
4
)
1
3
(
2
2 <sub>+</sub>
−
−
<i>x</i> ≥ 4
2
−
⇒ A ≥
-2
1
minA =
-2
1
⇔ 3x – 1 = 0 ⇔ x =
3
1
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
x 4x 9
=
− +
HD giải:
1 1 1 1
A . max A= x 2
x 4x 9 x 2 5 5 5
= = ≤ ⇔ =
− + − + .
2. Tìm GTLN của BT : A <sub>2</sub> 1
x 6x 17
=
− +
HD Giải:
1 1 1 1
A . max A= x 3
x 6x 17 x 3 8 8 8
= = ≤ ⇔ =
− + − +
3. (51/217) Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức:
2
3
A
2 x 2x 7
=
+ − + +
b/ Phân thức có mẫu là bình phương của nhị thức.
Ví dụ : Tìm GTNN của A =
1
2
6
8
3
2
2
+
−
Giải : Cách 1 : Viết A dưới dạng tổng hai biểu thức không âm
A =
2 2
2
2 2 1 4 4
2 1
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
− + + − +
− + = 2 + 2
2
)
≥ 2
min A = 2 khi và chi khi x = 2.
Cách 2: Đặt x – 1 = y thì x = y + 1 ta có :
A =
2 2 2
2 2 2
3( 1) 8( 1) 6 3 6 3 8 8 6 3 2 1
2 1 2 2 1
1 2 1 1
<i>y</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>y</i>
<i>y</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>y</i>
<i>y</i> <i>y</i>
+ − + + + + − − + − +
= =
+ + − − +
+ − + + = 3 - <i>y</i>
2
+ 1<sub>2</sub>
<i>y</i> = ( <i>y</i>
1
-1)2 +
2
minA = 2 ⇔ y = 1 ⇔ x – 1 = 1 ⇔ x = 2
Bài tập áp dụng: (Bồi dưỡng HSG toán ñại số 9 TRẦN THỊ VÂN ANH)
1, (13/200) Tìm GTNN và GTLN của bt:
2
2
x 1
P
x x 1
+
=
− +
2, (36/210) Tìm GTNN của bt :
2
2
x 2x 2006
B
x
− +
=
3, ( 45/ 214) Tìm GTNN và GTLN của bt:
2
2
x
C
x 5x 7
=
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
4, ( 47, 48 /215) Tìm GTNN của bt : a,
2
2
x 2x 2
D
x 2x 3
+ +
=
+ + b,
2
2
x 2x 1
E
2x 4x 9
+ −
=
+ +
c/ Các phân thức dạng khác:
Ví dụ : Tìm GTNN và GTLN của A =
1
4
3
2 <sub>+</sub>
−
<i>x</i>
<i>x</i>
Giải Để tìm GTNN , GTLN ta viết tử thức về dạng bình phương của một số :
A =
1
1
4
- 1 ≥ -1
Min A= -1 khi và chỉ khi x = 2
Tìm GTLN A =
1
1
4
4
4
4
2
2
2
+
−
−
−
+
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
= 4 -
1
)
1
2
(
2
2
+
+
≤ 4
Bài tập áp dụng: (Bồi dưỡng HSG toán ñại số 9 TRẦN THỊ VÂN ANH)
1, (42, 43/ 221) Tìm GTLN của bt: a, A <sub>2</sub>
2
<i>x</i>
<i>x</i>
=
+ b,
2
3
2
B
2
<i>x</i>
<i>x</i>
=
+
3, (35, 36 / 221) Tìm GTNN của bt: a,
2
4 4
C <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ +
= Với x > 0; b,
5
3
2
D <i>x</i>
<i>x</i>
+
= Với x
> 0
4, (34, 36/ 221) Tìm GTNN của bt: a, 2
3
2
E x
x
= + với x > 0; b,
3
2
1
F= <i>x</i> +
<i>x</i> Với x >
0
6, (68/28 BÙI VĂN TUYÊN) Tìm GTNN của bt:
+ Với x > 0
7, (69/28 BÙI VĂN TUYÊN) Tìm GTNN của bt: R 6 34
3
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ +
=
+ Với x > 0
8, (70/28 BÙI VĂN TUYÊN) Tìm GTNN của bt:
3
2000
S <i>x</i>
<i>x</i>
+
= Với x > 0
III/ TÌM GTNN, GTLN CỦA BT CĨ QUAN HỆ RÀNG BUỘC GIỮA CÁC BIẾN
Ví dụ : Tìm GTNN của A = x3 + y3 + xy biết rằng x + y = 1
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
A = (x + y)( x2 –xy +y2) + xy = x2 – xy - y2 + xy = x2 + y2
Đến đây ta có nhiều cách giải
Cách 1: sử dụng ñiều kiện ñã cho làm xuất hiện một biểu thức có chứa A
x + y = 1 ⇒ x2 + 2xy + y2 = 1 (1)
Mà (x – y)2 ≥ 0 Hay: x2 - 2xy + y2 ≥ 0 (2)
Cộng (1) với (2) ta có 2(x2 + y2 ) ≥ 1 ⇒ x2 + y2 ≥
2
1
minA =
2
1
khi và chỉ khi x = y =
2
1
Cách 2: Biểu thị y theo x rồi ñưa về tam thức bậc hai ñối với x. Thay y = x – 1 vào A
A = x2 + (1 – x)2 = 2(x2 – x) +1 = 2(x2 -
2
1
)2 +
2
≥
2
1
minA =
2
1
khi và chỉ khi x = y =
2
1
Cách 3/ Sử dụng ñiều kiện ñã cho ñể dưa về một biến mới
Đặt x =
2
1
+ a thì y =
2
1
- a . Biểu thị x2 + y2 ta ñược :
x2 + y 2 = (
2
1
+ a)2 + (
2
1
- a)2 =
2
1
+2 a2 ≥
2
1
=> MinA =
2
1
⇔ a = 0 ⇔ x=y =
2
1
<b>Bài tập 1</b>: Tìm Min A = 2 2
3 3 2014
<i>a</i> +<i>ab b</i>+ − <i>a</i>− <i>b</i>+
<b>Cách 1</b> Ta có: A= 2 2
2 1 2 1 1 2011
<i>a</i> − <i>a</i>+ +<i>b</i> − <i>b</i>+ +<i>ab a b</i>− − + +
2 2
= a −2<i>a</i>+ +1 <i>b</i> −2<i>b</i>+ +1 <i>ab a b</i>− − + +1 2011
= a 1− + <i>b</i>−1 +<i>a b</i>− −1 <i>b</i>− +1 2011= a 1
2 2
2 1 1 3 1
a 1 2 1 2011
2 4 4
<i>b</i> <i>b</i> <i>b</i>
<i>a</i> − − −
= − + − + + +
2
2
3 1
1
= a 1 + 2011
2 4
<i>b</i>
<i>b</i>− −
<sub>− +</sub> <sub>+</sub>
Min A = 2011 khi
1
a 1 0
1
2
1 0
<i>b</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<i>b</i>
−
− + =
<sub>⇔ = =</sub>
− =
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
2 2 2 2 2 2
2 1 2
2A 2 3 3 2014 = a 2 1 2 1 a 2 2.2 4 4022
= a 1 1 2 4022
= + + − − + − + + − + + + + − + + +
− + − + + − +
<i>a</i> <i>ab b</i> <i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>b</i> <i>b</i> <i>ab b</i> <i>a b</i>
<i>b</i> <i>a b</i>
Min 2A = 4022 khi
a 1 0
1 0 1
2 0
<i>b</i> <i>a</i> <i>b</i>
<i>a b</i>
− =
<sub>− =</sub> <sub>⇔ = =</sub>
+ − =
=> Min A = 2011
<b>BÀI TẬP TỰ LUYÊN TƯƠNG TỰ: </b>
<b>Bài 1 CMR</b> : Min P = 0 Với P = 2 2
3 3 3
<i>a</i> +<i>ab b</i>+ − <i>a</i>− <i>b</i>+
<b>Bài 2 CMR</b>: khơng có giá trị nào của x, y, z thỏa mãn ĐT:
2 2 2
4 2 8 6 15 0
<i>x</i> + <i>y</i> + <i>z</i> − <i>x</i>+ <i>y</i>− <i>z</i>+ =
<i><b>Hướng dẫn</b></i> Ta có:
2 2 2
VT=<i>x</i> −2<i>x</i>+ +1 4<i>y</i> +8<i>y</i>+ +4 <i>z</i> −6<i>z</i>+ +9 1= x-1 + 2<i>y</i>+2 + <i>z</i>−3 + ≥1 1
<b>Bài 3:</b> Có hay khơng các số x,y,z thỏa mãn mỗi đẳng thức sau:
1) 2 2 2
4 4 4 8 22 0
<i>x</i> + <i>y</i> +<i>z</i> + <i>x</i>+ <i>y</i>+ <i>z</i>+ =
2) 2 2 2
x +4<i>y</i> +9<i>z</i> −2<i>x</i>−12<i>y</i>−12<i>z</i>+1994
<i><b>Hướng dẫn</b></i> Ta có:
2 2 2
2 2 2
1) VT 4 4 4 4 1 8 16 1
= x+2 2 1 4 1 1
<i>x</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>z</i>
<i>y</i> <i>z</i>
= + + + + + + + + +
+ + + + + ≥
2 2 2
2 2 2
2) VT = x 2 1 4 12 3 9 12 4 1986
= 1 2 3 3 2 1986 1986
<i>x</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
− + + − + + − + +
− + − + − + ≥
<b>Bài 4: CMR</b>: Min A=2 Với A = 2 2
4 5 10 22 28
<i>m</i> − <i>mp</i>+ <i>p</i> + <i>m</i>− <i>p</i>+
<i><b>Hướng dẫn</b></i> Ta có:
2 2 2
2 2
2 2
A = 4 4 2 1 10 20 27
= 2 2.5 2 25 1 2
= 2 5 1 2 2
<i>m</i> <i>mp</i> <i>p</i> <i>p</i> <i>p</i> <i>m</i> <i>p</i>
<i>m</i> <i>p</i> <i>m</i> <i>p</i> <i>p</i>
<i>m</i> <i>p</i> <i>p</i>
− + + − + + − +
− + − + + − +
− + + − + ≥
<b>Bài 5: CMR</b>: Max B = 4 Với 2 2
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
2 2 2
B= −<i>a</i> +4<i>ab</i>−4<i>b</i> −<i>b</i> +6<i>b</i>− −9 2<i>a</i>+4<i>b</i>− +1 4
= 4 - <sub></sub> <i>a</i> −4<i>ab</i>+4<i>b</i> + <i>b</i> −6<i>b</i>+9 +2 <i>a</i>−2<i>b</i> +1<sub></sub> = 4 - <sub></sub>
= 4 - <sub></sub> <i>a</i>−2<i>b</i>+1 + <i>b</i>−3 <sub></sub>≤4
Bài 6: Tìm GTNN của
a) 2 2
A=a +5<i>b</i> −4<i>ab</i>−2<i>b</i>+5 ( Gợi ý A = a - 2b
b) 2 2
B = x +<i>y</i> −<i>xy</i>−3<i>x</i>−3<i>y</i>+2029 ( Gợi ý B = x-y
c) 2 2 2
C=<i>x</i> +4<i>y</i> +9<i>z</i> −4<i>x</i>+12<i>y</i>−24<i>z</i>+30 ( Gợi ý C = x+2
d) 2 2
D= 20x +18<i>y</i> −24<i>xy</i>−4<i>x</i>−12<i>y</i>+2016 ( Gợi ý D= 4x-3y
<i>a</i> +<i>b</i> +<i>c</i> +<i>d</i> =<i>a b c</i>+ +<i>d</i> (*)
Ta có :
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2 2 2 2
2 2 2 <sub>2</sub>
0
0
4 0
4 4 4 4 4 4 0
2 2 2 0
<i>a</i> <i>b</i> <i>c</i> <i>d</i> <i>ab a b c</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>c</i> <i>d</i> <i>a b c</i> <i>d</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>c</i> <i>d</i> <i>ab ac ad</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>c</i> <i>d</i> <i>ab ac ad</i>
<i>a</i> <i>ab</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>ac</i> <i>c</i> <i>a</i> <i>ad</i> <i>d</i> <i>a</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>c</i> <i>a</i> <i>d</i> <i>a</i>
+ + + = + +
⇔ + + + − + + =
⇔ + + + − − − =
⇔ + + + − − − =
⇔ − + + − + + − + + =
⇔ − + − + − + =
Dấu “=” sảy ra khi : <i>a</i>=2<i>b</i>=2<i>c</i>=2<i>d</i> = ⇔ = = = =0 <i>a</i> <i>b</i> <i>c</i> <i>d</i> 0
<b>BÀI TẬP VỀ NHÀ: </b>
Bài 1: Tìm các số a, b, c, d, e thỏa mãn : 2 2 2 2 2
2<i>a</i> +<i>b</i> +<i>c</i> +<i>d</i> +<i>e</i> =<i>a b c</i>+ + +<i>d</i> <i>e</i>
Bài 2: Tìm các số a, b, c, thỏa mãn : 2 2
1
<i>a</i> +<i>b</i> + =<i>ab</i>+ +<i>a b</i>
Bài 3: Tìm các số a, b, thỏa mãn : 2 2
4<i>a</i> +4<i>b</i> +4<i>ab</i>−4<i>a</i>+4<i>b</i>+ =4 0
Bài 4: Tìm các số x, y, z thỏa mãn : 2 2 2
4 2 8 6 14
<i>x</i> + <i>y</i> +<i>z</i> = <i>x</i>− <i>y</i>+ <i>z</i>−
Bài 5: Tìm các số m, p, thỏa mãn : 2 2
5 4 10 22 25
<i>m</i> + <i>p</i> = <i>mp</i>− <i>m</i>+ <i>p</i>+
<i><b>IV Các chú ý khi giải bài toán cực trị : </b></i>
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Ví dụ : Tìm GTNN của ( x – 1)2 + ( x – 3)2
ta ñặt x – 2 = y, biểu thức trở thành (y + 1)2 + (y – 1)2 =2y2 +2≥2⇒minA=
2⇒y=0⇒x=2
2<i><b> Chú ý 2</b></i>, Khi tìm cực trị của biểu thức , nhiều khi ta thay ñiều kiện ñể biểu thức này
ñạt cực trị bởi ñiều kiện tương ñương là biểu thức khác ñạt cực trị
chẳng hạn : -A lớn nhất ⇔ A nhỏ nhất
1
<i>B</i> lớn nhất ⇔ B nhỏ nhất với B > 0
Ví dụ : Tìm GTLN của
4
2 2
1
( 1)
<i>x</i>
<i>A</i>
<i>x</i>
+
=
+ (Chú ý A> 0 nên A lớn nhất khi
1
<i>A</i> nhỏ nhất
và ngược lại)
Ta có : 1
A =
2 2 4 2 2
4 4 4
( 1) 2 1 2
1
1 1 1
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ + +
= = +
+ + + .Vậy
1
A ≥ 1
min 1
<i>A</i> = 1 khi x = 0 .Do đó maxA =1 khi x = 0
3,<i><b>Chú ý 3</b></i> Khi tìm GTLN, GTNN của 1 biểu thức ,người ta thường sử dụng các BĐT
ñã biết
Bất đăng thức có tính chất sau
a ) a > b , c > d với a, b, c, d > 0 thì a.c > b. d
b) a > b và c > 0 thì a.c > b.c
c) a > b và c < 0 thì a.c < b.c
d) a > b và a, b, n > 0 thì an > bn
Bất đẳng thức Cô si: a + b ≥ 2 <i>ab</i> ; a2 + b2 ≥ 2ab ; (a + b)2≥ 4ab ; 2( a2 + b2) ≥ (
a+ b)2
Bất ñẳng thức Bu- nha -cốp –xki : (a2 + b2) ( c2 + d2) ≥ (ac + bd)2
<b>Ví dụ</b> Cho x2 + y2 = 52 . Tìm GTLN của A = 2x + 3y
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
⇒ 2x + 3y ≤ 26. Vậy maxA = 26 ⇔ 2 3
2 3 0
<i>x</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>y</i>
=
+ ≥
Thay y = 3
2
<i>x</i>
vào x2 + y2 = 52 ta ñược 4x2 + 9x2 = 52.4 ⇒ x2 = 16 ⇒ x=4 hoặc x= -4
Với x = 4 thì y =6 thoả mãn 2x +3y ≥ 0 x = -4 ,y = -6 không thoả mãn 2x +3y ≥ 0
Vậy Max A = 26 ⇔ x =4 , y = 6
3/ Trong các bất ñẳng thức cần chú ý ñến các mệnh ñề sau
- Nếu 2 số có tổng khơng đổi thì tích của chúng lớn nhất khi 2 số đó bằng nhau
- Nếu 2 số dương có tích khơng đổi thì tổng của chúng nhỏ nhất khi 2 số đó bang
nhau
<b>Ví dụ</b>: Tìm GTLN, GTNN của tích xy, biết x,y ∈N thoả mãn x + y = 2005
<b>Giải</b> : Ta có 4xy = (x + y)2 – (x – y)2 = 20052 - (x – y)2
xy lớn nhất ⇔ x – y nhỏ nhất ; xy nhó nhất ⇔ x – y lớn nhất
giả sử x > y ( không thể xảy ra x = y)
Do 1 ≤ y ≤ x ≤ 2004 nên 1 ≤ x-y ≤ 2003
Ta có min(x –y) = 1 khi x = 1003 ; y =1002
max(x –y) = 2003 khi x =2004 , y = 1
Do đó max(xy) = 1002.1003 khi x = 1003 , y = 1002
Min ( xy) = 2004 khi x = 2004 , y = 1
=============================================================
=====
Ngày giảng: / / 2011 Sĩ số:
MỘT SỐ SAI LẦM THƯỜNG GẶP KHI GIẢI BÀI TOÁN CỰC TRỊ
<i><b>1, Sai lầm khi sử dụng nhiều bất ñẳng thức khac nhau </b></i>
VD1: cho x, y là các số dương thỏa mãn x +y =1 . Tìm GTNN của biểu thức : A = 1 4
x+ <i>y</i>
<b>Giải sai: </b>Áp dụng bất ñẳng thức cô si cho hai số không âm 1 4,
x <i>y</i> ta có:
1 4 4
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Lại có: 1
2 2
<i>x</i> <i>y</i>
<i>xy</i>
+
= ≥ (2 )
Từ (1) và (2) suy ra : A = 1 4 4 4 8
1
x
2
<i>y</i> <i>xy</i>
+ ≥ ≥ = . Vậy Min A = 8
<b>Phân tích sai lầm</b>:
Đẳng thức sảy ra ở (1) khi 1 4 4
x = <i>y</i> ⇔ <i>x</i>= <i>y</i>
Đẳng thức sảy ra ở (2) khi x = y . Từ đó suy ra x = y = 0 ( Loại vì x + y = 1)
Có bạn đến đây KL khơng có giá trị nhỏ nhất cũng là KL sai.
<b>Giải đúng</b>: Vì x + y = 1 nên A = x+y
<i>x</i> <i>y</i>
<i>y</i> <i>y</i> <i>x</i>
+ = + +
Áp dụng bất đẳng thức Cơ Si cho hai số khơng âm 4<i>x y</i>,
<i>y</i> <i>x</i> Ta có :
4 4
2 . 4
<i>x</i> <i>y</i> <i>x y</i>
<i>y</i> + <i>x</i> ≥ <i>y x</i> =
Dấu “=” xẩy ra khi
1
4
2 <sub>3</sub>
1 2
1
3
<i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>y</i>
<i>y</i>
<i>x</i> <i>y</i>
<sub>=</sub> <sub>=</sub> <sub></sub> =
<sub>⇔</sub> <sub>⇔</sub>
+ =
<sub>+ =</sub> <sub> =</sub>
<sub></sub>
<i><b>Lưu ý: Nếu sử dụng nhiều BĐT khác nhau trong 1 bài tốn thì ta phải kiểm tra xem </b></i>
<i><b>chúng có đồng thời sảy ra dấu bằng khơng. Có như vậy thì hướng giải của bài tốn mới </b></i>
<i><b>đúng. </b></i>
<b>2, Sai lầm khi khơng sử dụng hết điều kiện của bài toán: </b>
VD2:cho x, y là các số dương thỏa mãn x+y= 1. Tìm GTNN của BT :
2
2
1 1
A = x+
x <i>y</i> <i>y</i>
<sub> + +</sub>
<b>Giải sai</b>: Áp dụng bất ñẳng thức cô si cho hai số không âm x, 1
x Ta có:
1 1
x+ 2 x. 2
x ≥ x =
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Áp dụng bất đẳng thức cơ si cho hai số khơng âm y, 1
y Ta có:
1 1
y+ 2 y. 2
y ≥ y =
(2)
Từ (1) và (2) =>A ≥ 8 => Min A = 8
<b>Phân tích sai lầm</b>: Đẳng thức sảy ra ở (1) khi 1 2
1
x = ⇔<i>x</i> <i>x</i> =
Đẳng thức sảy ra ở (2) khi 1 2
1
y = ⇔<i>y</i> <i>y</i> = . Từ ñó suy ra x = y = 1 ( Loại vì x + y = 1)
<b>Giải đúng</b>: Áp dụng bất đẳng thức cơ si cho hai số dương ta có :
x + y 1 1
2 ≥ <i>xy</i>⇒ <i>xy</i> ≤ ⇒2 <i>xy</i>≤4
Ta có :
2
2
2 2 1 1
A = 4 + x +y +
x y
+<sub> </sub> <sub> </sub>
. Khi đó: x
2
+ y2 = (x + y)2 – 2xy ≥ 1 - 1
2=
1
2 (1)
2 2 2 2
1 1 1 2
2 8
x + y ≥ x .y = <i>xy</i> ≥ (2). Từ (1) và (2) =>A ≥ 8 +
1
2+4 =
25
2 =>Min A =
25
2 khi x=y
=1
2
<i><b>Lưu ý: Khi giải bài tốn mà khơng sử dụng hết điều kiện của đầu bài thì cần kiểm tra lại </b></i>
<i><b>giả thiết. Có như vậy thì hướng giải của bài tốn mới đúng. </b></i>
3,<b> Sai lầm trong chứng minh ñiều kiện 1: </b>
VD1: Tìm GTLN của bt: A = <sub>2</sub> 1
6 17
<i>x</i> − <i>x</i>+
Lời giải sai: A ñạt Max khi 2
6 17
<i>x</i> − <i>x</i>+ ñạt Min Ta có : <i>x</i>2−6<i>x</i>+17=
Do đó Min
6 17 8 3
<i>x</i> − <i>x</i>+ = ⇔ =<i>x</i> . Vậy Max A = 1
8 ⇔ =<i>x</i> 3
Phân tích sai lầm: Kết quả ñúng nhưng lập luận sai ở chỗ cho rằng “ A có tử khơng đổi
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Lời giải ñúng: Bổ xung thêm nhận xét 2
6 17 3 8 8
<i>x</i> − <i>x</i>+ = <i>x</i>− + ≥ nên tử và mẫu của A là
dương
VD2:Tìm GTNN cuả BT: A = x2 + y2 biết x + y =4
Ta có : A = x2 + y2 ≥2xy => A ñạt GTNN
2 2
2
2
4
<i>x</i> <i>y</i> <i>xy</i>
<i>x</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>y</i>
+ =
⇔<sub></sub> ⇔ = =
+ =
Khi đó MinA = 8
Phân tích sai lầm: Đáp số ko sai nhưng lập luân sai lầm ở chỗ ta mới c/m ñược f(x,y)
≥g(x,y) chứ chưa c/m ñược f(x,y) ≥m với m là hắng số.
Chẳng hạn: Từ x2 ≥ 4x – 4 => x2 ñạt nhỏ nhất ⇔ x2 = 4x – 4 ⇔(x – 2 )2 = 0 ⇔ x =2
Đi ñến min x2 = 4 ⇔ x = 2 Dễ thấy kết quả ñúng phải là Min x2 = 0 ⇔ x =0
Lời giải ñúng: Ta có x + y =4 ⇔
x + y =16 (1)
Ta lại có :
x - y ≥ 0 ⇒x -2xy+y ≥0 (2)
Từ (1) và (2) => 2( x2 + y2 ) ≥16 => A = x2 + y2 ≥8
Vậy Min A = 8 khi và chỉ khi x = y = 2.
<i><b>Lưu ý: Cần nắm vững t/c của BĐT cụ thể trong trường hợp so sánh hai phân số có tử </b></i>
<i><b>và mẫu là số tự nhiên, số nguyên … Có như vậy thì hướng giải của bài tốn mới ñúng. </b></i>
<b>4, Sai lầm trong chứng minh ñiều kiện 2 </b>
VD1: Tìm GTNN của bt: A = x + <i>x</i>
Lời giải sai : x + <i>x</i> =
2
2 <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>
x +2 x x
2 4 4 2 4 4
+ − =<sub></sub> − <sub></sub> − ≥ −
. Vậy: Min A =
1
4
−
P/tích sai lầm: sau khi c/m f(x) ≥ 1
4
− chưa chỉ ra trường hợp xảy ra
f(x)= 1
4
− ⇔ 1
2
<i>x</i> = − (vơ lí )
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
VD2: Tìm GTLN của A = xyx z+y y+z z+x
Lời giải sai: Áp dụng BĐT 4<i>xy</i>≤
2
2
2
4x z+y x+y+z 1
4y z+x x+y+z 1
4z x+y x+y+z 1
≤ =
≤ =
≤ =
=> 64xyx z+y y+z z+x
64
≤ ≤ . Vậy Max A = 1
64
Phân tích sai lầm: Sai lầm ở chỗ chưa chi ra khả năng xảy ra dấu “=”
ĐK ñể Max A = 1
64 là :
z+y = x
y+x = z 0
x+z = y x + z + y = 1
x + z + y = 1 x, y, z 0
x, y, z 0
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<sub></sub> <sub>= = =</sub>
<sub>⇔</sub>
<sub></sub> <sub>≥</sub>
≥
( vơ lí )
Lời giải đúng: Ta có : <sub>1 = x +y+ z </sub>≥<sub>3 x.y.z</sub>3 (1)
2 = x +y + z+x + y+ z ≥3 x +y z+x y+ z (2)
Từ (1) và (2) => <sub>2 </sub>≥<sub> 3</sub>3 <i><sub>x y z</sub></i><sub>. . . x +y z+x y+ z</sub>
3
3 2
2 3 A A
9
≥ => <sub>≤ </sub>
Max A =
3
2
9
khi
1
1
3
, , 0
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>x y z</i>
+ + = ⇔ = = =
<sub>≥</sub>
<i><b>VD3: Tìm giá trị nhỏ nhất của : </b></i>A (x a)(x b)
x
+ +
= với x > 0, a, b là các hằng số dương.
Lời giải sai: Ta có: 2 ax
2 bx
<i>x</i> <i>a</i>
<i>x</i> <i>a</i> <i>x b</i> <i>x</i>
<i>x b</i>
+ ≥
⇒ + + ≥ =
+ ≥
Do đó: A (x a)(x b) 4x ab 4 ab
x x
+ +
= ≥ = vậy Min A = 4 ab ⇔ = =x a b
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Lời giải đúng: Ta có
2
(x a)(x b) x ax+ bx+ab ab
A x (a b)
x x x
+ + +
= = =<sub></sub> + <sub></sub>+ +
.
Theo bất ñẳng thức Cauchy : x ab 2 ab
x
+ ≥ nên A ≥ 2 ab + a + b =
min A =
a+ b khi và chi khi x ab<sub>x</sub> <sub>x</sub> <sub>ab</sub>
x 0
=
<sub>⇔</sub> <sub>=</sub>
>
.
Ngày giảng: / / 2011 Sĩ số:
<b>VẬN DỤNG BẤT ĐẲNG THỨC CƠSI ĐỂ TÌM CỰC TRỊ </b>
<i><b>VD1: Cho x > 0, y > 0 thỏa mẫn ñk </b></i>1 1 1
2
<i>x</i>+ <i>y</i> = Tìm GTNN của bt: A = <i>x</i>+ <i>y</i>
Do x > 0, y > 0 nên 1 0, 1 0
y
<i>x</i> > > áp dụng bất đẳng thức cơsi cho 2 s
ố 1 1<sub>,</sub>
<i>x y</i>
ta có: 1 1 1 1 1.
2 <i>x</i> <i>y</i> <i>x y</i>
+ ≥
Hay
1 1
4 ≥ <i>xy</i> => <i>xy</i> ≥4
Mặt khác ta có: x > 0, y > 0 => <i>x</i> ≥0, <i>y</i> ≥0. áp dụng bất đẳng thức cơsi ta có:
2 2 4 4
<i>x</i>+ <i>y</i>≥ <i>xy</i> ≥ =
Vậy: Min A = 4 khi : 1 1 1 4
2
<i>x</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>y</i>
=
<sub>⇔ = =</sub>
+ =
<i><b>VD2 : Tìm GTNN của của biểu thức</b></i> : <sub>A</sub><sub>=</sub> <sub>x</sub>2<sub>− + +</sub><sub>x 1</sub> <sub>x</sub>2<sub>+ +</sub><sub>x 1</sub>
Ta có:
2
2 1 3 3
x x 1 x x R
2 4 4
− + =<sub></sub> − <sub></sub> + ≥ ∀ ∈
2
2 1 3 3
x x 1 x x R
2 4 4
+ + =<sub></sub> + <sub></sub> + ≥ ∀ ∈
Áp dụng BĐT Cô- si cho 2 số <sub>x</sub>2<sub>− +</sub><sub>x 1, x</sub>2<sub>+ +</sub><sub>x 1</sub><sub> ta có : </sub>
2 2 2 2 4 4 2
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Max A = 2 khi
4 2
2 2
x x 1 1
x 0
x x 1 x x 1
+ + =
<sub>⇔ =</sub>
− + = + +
<i><b>VD3 Tìm giá trị nhỏ nhất của : </b></i>A x y z
y z x
= + + với x, y, z > 0.
3
x y z x y z
A 3 . . 3
y z x y z x
= + + ≥ =
Do đó min x y z 3 x y z x y z
y z x y z x
+ + = ⇔ = = ⇔ = =
<i>Cách 2</i> : Ta có : x y z x y y z y
y z x y x z x x
+ + =<sub></sub> + <sub> </sub>+ + − <sub></sub>
. Ta đã có
x y
2
y+ ≥x (do x, y > 0)
nên ñể
chứng minh x y z 3
y+ + ≥z x ta chỉ cần chứng minh :
y z y
1
z+ − ≥x x (1)
(1) ⇔ xy + z2 – yz ≥ xz (nhân hai vế với số dương xz)
⇔ xy + z2 – yz – xz ≥ 0 ⇔ y(x – z) – z(x – z) ≥ 0 ⇔ (x – z)(y – z) ≥ 0 (2)
(2) ñúng với giả thiết rằng z là số nhỏ nhất trong 3 số x, y, z, do đó (1) đúng. Từ đó tìm
được giá trị nhỏ nhất của x y z
y+ +z x.
<i><b>VD 4: Tìm giá trị lớn nhất của : A = xyz(x + y)(y + z)(z + x) với x, y, z ≥ 0 ; x + y + z </b></i>
= 1.
Áp dụng BĐT Cauchy cho ba số khơng âm x, y, z ta có: 1 = x + y + z ≥ 3.3 <sub>xyz</sub><sub> </sub>
(1)
Áp dụng BĐT Cauchy cho ba số không âm x+y, y +z, z + x ta có :
2 = (x + y) + (y + z) + (z + x) ≥ 3.3<sub>(x</sub>+<sub>y)(y z)(z x)</sub>+ + <sub> </sub> <sub> </sub>
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Nhân từng vế của (1) với (2) (do hai vế đều khơng âm) : 2 ≥ 9.3<sub>A</sub><sub> </sub>⇒<sub> A ≤ </sub>
3
2
9
max A =
3
2
9
khi và chỉ khi x = y = z =
1
3.
<i><b>VD 5: Tìm GTNN của </b></i>A xy yz zx
z x y
= + + với x, y, z > 0 , x + y + z = 1.
<i><b>Giải: </b></i>Theo bất ñẳng thức Cauchy : xy yz 2 xy yz. 2y
z + x ≥ z x = .
Tương tự : yz zx 2z ; zx xy 2x
x + y ≥ y + z ≥ . Suy ra 2A ≥ 2(x + y + z) = 2.
min A = 1 với x = y = z = 1
3.
<i><b>VD 6: Tìm GTNN của </b></i>A <sub>2</sub>1 <sub>2</sub> 2 4xy
x y xy
= + +
+ với : x > 0, y > 0, x + y < 1
Ta có:
2
4
2 1 1 1 1 1 4
2 .2 4
1 1 1
2
<i>x</i> <i>y</i>
<i>xy</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>xy</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>xy</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>xy</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>xy</i>
<sub>≥</sub> <sub>⇒</sub> <sub>+</sub> <sub>≥</sub>
<sub></sub> <sub></sub>
⇒ + + ≥ = ⇒ + ≥
<sub>+</sub>
+ ≥
Ta có: A <sub>2</sub> 1 <sub>2</sub> 2 4xy <sub>2</sub>1 <sub>2</sub> 1 4xy 1 5
x y xy x y 2xy 4xy 4xy
= + + =<sub></sub> + <sub> </sub>+ + <sub></sub>+
+ <sub></sub> + <sub> </sub> <sub></sub>
=>
2 2
4 1 5 4 5 11
A 2 4xy. 2 11
x 2xy y 4xy x y x y x y x y
≥ + + = + + = ≥
+ + + + + +
<i><b>VD 7: </b></i>: Cho 1
2
<i>x</i>≥ − , Tìm GTLN của A = 2x2+5<i>x</i>+2 + 2 x+3 - 2x
<i><b>Giải</b></i> : Ta có : 2
A = 2x + +5<i>x</i> 2 + 2 x+3 - 2x = 2x 1+ <i>x</i>+2 + 2 x+3 - 2x Với 1
2
<i>x</i>≥ − ta
có: 2x 1 0
2 0
<i>x</i>
+ ≥
<sub>+ ></sub>
áp dụng bất ñẳng thức Cosi cho 2 số 2x 1, x+2 + Ta có: 2x 1 x+2
2
+ +
≥ +
Hay : 3x 3
2
+
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
áp dụng bất ñẳng thức Cosi cho 2 số x 3, 4 + Ta có: x 3 4 4
2 <i>x</i> <i>x</i>
+ +
≥ + = +
Hay : x 7 2 3
2 <i>x</i>
+
≥ + . Dấu “ = ” xảy ra khi x 3 4+ = ⇔x=1
Do đó: A x 7
2
+
≤ + 3x 3
2
+
- 2x = 5. Dấu “ = ” xảy ra khi x=1
<i><b>VD 8: </b></i>: Cho x, y, z > 0 và x + y + z =1 Tìm GTNN của: S =1 4 9
<i>x</i>+ +<i>y</i> <i>z</i>
Ta có: S =
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
+ +
=
4 4 9 9
1+4+9+ <i>y</i> <i>x</i> <i>z</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>x</i>
+ + + + +
áp dụng bất ñẳng thức Cosi cho 2 số dương <i>y</i>,4<i>x</i>
<i>x</i> <i>y</i> ta có :
4 4
2 . 4
<i>y</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
<i>x</i> + <i>y</i> ≥ <i>x</i> <i>y</i> =
Tương tự ta có : 4<i>z</i> 9<i>y</i> 2 4<i>z</i>.9<i>y</i> 12
<i>y</i> + <i>z</i> ≥ <i>y</i> <i>z</i> = ;
9 9
2 . 6
<i>x</i> <i>z</i> <i>x z</i>
<i>z</i> + ≥<i>x</i> <i>z</i> <i>x</i> =
S ≥ 1 + 4 + 9 + 4 + 12 + 6 =36
Dấu “=” sảy ra khi :
2 2
2 2
2 2
4
1
4 <sub>3</sub>
2
4 9
4 9 1
3
6
9
1
9 <sub>1</sub>
1
2
1
<i>y</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i><sub>y</sub></i> <i><sub>x</sub></i> <i>y</i>
<i>y</i> <i>x</i>
<i>z</i> <i>y</i>
<i>z</i> <i>y</i>
<i>z</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i><sub>z</sub></i>
<i>z</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
= <sub></sub>
<sub>=</sub>
=
=
<sub>=</sub>
=
<sub>⇔</sub> <sub>⇔</sub> <sub>=</sub> <sub>⇔</sub> <sub>=</sub>
=
<sub>+ + =</sub>
= <sub></sub> <sub>+ + =</sub> <sub>=</sub>
<sub></sub>
+ + =
Vậy Min S = 36 khi 1, 1, 1
3 6 2
<i>y</i>= <i>x</i>= <i>z</i>=
<i><b>Không phải lúc nào ta cũng dùng trực tiếp được bất đẳng thức Cơsi đối với các số </b></i>
<i><b>trong ñề bài. Dưới ñây ta sẽ nghiên cứu một số biện pháp biến ñổi một biểu thức để </b></i>
<i><b>có thê vân dụng BĐT Cơ-si rồi tìm cực trị của nó: </b></i>
<i><b>Biện pháp 1: Để tìm cực trị của một biểu thức ta tìm cực trị của bình phương biểu </b></i>
<i><b>VD1 : Tìm giá trị lớn nhất của </b></i>A= 3<i>x</i>− +5 7 3− <i>x</i>, ĐKXĐ : 3 5 0 5 7
7 3 0 3 3
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
− ≥
⇔ ≤ ≤
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Bình phương hai vế ta có : A2 = 2 + 2
Với 5 7
3≤ ≤<i>x</i> 3 . áp dụng bất ñẳng thức cơsi cho
A2 ≤ 4 =>A ≤ 2 Dấu “=” xảy ra khi : 3x - 5 = 7 - 3x hay x = 2
<i><b>VD2: Tìm GTNN của biểu thức: </b></i> 2 2
A = -x +2<i>x</i>+ −8 -x + +<i>x</i> 2 (*)
ĐKXĐ :
2
2
2 4 0
-x 2 8 0 2 4
1 2
1 2
1 2 0
-x 2 0
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+ − ≤
+ + ≥ − ≤ ≤
⇔ ⇔ ⇔ − ≤ ≤
− ≤ ≤
+ − ≤
+ + ≥
Khi đó 2
-x +2<i>x</i>+ −8 -x + +<i>x</i> 2 = + ><i>x</i> 6 0=> A > 0
Từ (*) => 2 2
A = -x +2<i>x</i>+ +8 -x + +<i>x</i> 2 −2 -x +2<i>x</i>+8. -x + +<i>x</i> 2
2
= -2x +3<i>x</i>+10 2− <i>x</i>+2 4−<i>x</i> <i>x</i>+1 2−<i>x</i>
= 2
= 4−<i>x</i> −2 2−<i>x</i> <i>x</i>+2 . <i>x</i>+1 4−<i>x</i> + <i>x</i>+1 4−<i>x</i> +2
4 <i>x</i> <i>x</i> 1 4 <i>x</i> 2 2
= − − + − + ≥
A = 2 2
4 <i>x</i> <i>x</i> 1 4 <i>x</i> <i>x</i> 0
⇔ − = + − ⇔ =
<b>BÀI TẬP TỰ LUYỆN </b>( BT nâng cao và một số chuyên ñề Bùi văn Tuyên )
Bài 1 Tìm GTNN, GTLN của hàm số : <i>y</i>= 1− +<i>x</i> 1+<i>x</i>
Bài 2: Tìm GTLN của hàm số : <i>y</i>= <i>x</i>− +2 4−<i>x</i>
Bài 3: Tìm GTLN của hàm số : A= <i>x</i>− +5 23−<i>x</i>
Bài 4: Tìm GTLN của hàm số : A= 2<i>x</i>− +3 23 2− <i>x</i>
Bài 5: Tìm GTLN của hàm số : A= 5<i>x</i>− +7 17 5− <i>x</i>
Bài 6: Tìm GTLN của hàm số : A= 3<i>x</i>− +2 20 3− <i>x</i>
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Bài 8 Tìm GTNN của : 2 2
A = -x +4<i>x</i>+21− -x +3<i>x</i>+10
Bài 9( 76/29) Tìm GTNN của : A = x y z
y + z + x với x, y, z dương và x + y + z ≥ 12
Bài 10: ( 65/ 28) Tìm GTLN, GTNN của : A= x 4− + y 3− biết x + y = 15
<i><b>Biện pháp 2: nhân và chia một biểu thức với cùng một số khác khơng. </b></i>
<i><b>VD Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: </b></i>A = x - 9
5x
Giải: ĐKXĐ: <i>x</i>≥9 Ta có: A = x - 9
5x =
1 x - 9
x - 9 <sub>3</sub>
.3
1
2 3
3 6
5x 5 5 30
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub>+</sub>
≤ = =
Dấu “=” xảy ra khi
x - 9
3
18
3
9
<i>x</i>
<i>x</i>
<sub>=</sub>
<sub>⇔ =</sub>
≥
<b>BÀI TẬP TỰ LUYỆN </b>
<i><b>Bài 1: </b></i>Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: A = 7x - 5
7x-9
<i><b>Bài 2: </b></i>Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức:
3
3
x - 9
B =
27x
<i><b>Biện pháp 3: Biến ñổi biểu thức dã cho thành tổng của các biểu thức sao cho tích </b></i>
<i><b>của chúng là một hằng số: </b></i>
<i><b>1)</b></i> <i><b>Tách 1 hạng tử thành tổng nhiều hạng tử bằng nhau </b></i>
<i><b>VD1</b></i>: cho x > 0 Tìm GTNN của biểu thức:
4
3
3x 16
A =
<i>x</i>
+ <sub> </sub>
<i><b>Giải</b></i> : Ta có
4
3 3 3
3x 16 16 16
A = 3<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ <sub>=</sub> <sub>+</sub> <sub>= + + +</sub>
Áp dụng BĐT Cơ-si Ta có : 4
3 3
16 16
A = x+x+x+ 4 . . . 4.2 8
x ≥ <i>x x x</i> x = =
Vậy Min A = 8 <i>x</i> 16<sub>3</sub> <i>x</i> 2
<i>x</i>
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
<i><b>VD2</b></i>: ( đề thi ĐHTH Hà Nội 1993) Tìm Max và Min 2
A = x y( 4 - x - y ) với
, 0 và x + y 6
<i>x y</i>≥ ≤
Xét 0≤ + ≤<i>x</i> <i>y</i> 4 Ta có :
4
x
+y+ 4 - x - y
x <sub>2</sub> <sub>2</sub>
A = 4. . .y( 4 - x - y ) 4. 4
2 2 4
<i>x</i>
<i>x</i>
<sub>+</sub>
<sub> ≤</sub> <sub>=</sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Dấu “=” xẩy ra khi x = y = 4 - x - y y = 1 ; x =2
2 ⇔
Xét 4≤ + ≤<i>x</i> <i>y</i> 6
Rễ thấy: 4 – x - y≤ −2 ( 1) Dấu ‘=’ xảy ra khi x + y = 6
=> 2
A = x y( 4 - x - y ) ñạt GTNN khi x2y ñạtGTLN
Ta có :
2
2 x+y
x+x+2y
3
x.x.2y 3
x y =
2 2 2
<sub></sub> <sub></sub>
≤ ≤ =32 hay x2y ≤ 32 (2)
Từ (1) và (2) => 2
x y( 4 - x - y ) ≥ -64 Dấu ‘=’ xảy ra khi 6 4
2 2
<i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>y</i>
+ = =
⇔
<sub>=</sub> <sub>=</sub>
VD3 . Tìm GTLN của A = x2(3 – x) biết x ≤ 3.
Giải : Xét 0 ≤ x ≤ 3. Viết A dưới dạng : A = 4.x
2 .
x
2 .(3 – x). Áp dụng bất đẳng
thức
Cauchy cho 3 số khơng âm x
2 ,
x
2 , (3 – x) ta ñược :
x
2 .
x
2.(3 – x) ≤
3
x x <sub>3 x</sub>
2 2 <sub>1</sub>
3
<sub>+ + −</sub>
=
.
Do đó A ≤ 4 (1)
<b>BÀI TẬP TỰ LUYỆN</b> ( BT nâng cao và một số chuyên ñề Bùi văn Tuyên )
Bài 1( 71/28) Cho x > 0 , y > 0 và x + y ≥ 6 Tìm GTNN của P 5<i>x</i> 3<i>y</i> 12 16
<i>x</i> <i>y</i>
= + + +
Bài 2( 70/28) Cho x > 0 , Tìm GTNN của
3
2000
N <i>x</i>
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Bài 3( 68/ 28) Cho x ≥, Tìm GTNN của
2
2 17
Q
2( 1)
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ +
=
+
Bài 4( 69/ 28) Tìm GTNN của M 6 34
3
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ +
=
+
Bài 5( 72/ 29) Cho x > y và x.y =5 , Tìm GTNN của
2 2
1, 2
Q <i>x</i> <i>xy</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>y</i>
+ +
=
−
Bài 6( 79/ 29) Cho x ,y thỏa mãn biểu thức: x + y =1 và x > 0 , Tìm GTLN của
2 3
B=<i>x y</i>
=============================================================
=====
Ngày giảng: / / 2011 Sĩ số:
<i><b>2)</b></i> <i><b>Tách 1 hạng tử chứa biến thành tổng của một hằng số với 1 hạng tử chứa </b></i>
<i><b>biến sao cho hạng tử này là nghịch ñảo của 1 hạng tử khác có trong biểu </b></i>
<i><b>thức đã cho. </b></i>
<i><b>VD1: </b></i>Cho 0 < x < 2 , Tìm GTNN của B 9 2
2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
= +
−
Ta có : B 9 2 1 1 2 9 .2 7
2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
− −
= + + ≥ + =
− −
Min B= 7 ⇔ 9 2 1
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
−
= ⇔ =
−
<b>BÀI TẬP TỰ LUYỆN</b> ( BT nâng cao và một số chuyên ñề Bùi văn Tuyến )
Bài 1( 74/ 29) Cho 0 < x <1, Tìm GTLN của B 3 4
1 <i>x</i> <i>x</i>
= +
−
Bài 2( 73/ 29) Cho x >1, Tìm GTLN của A 4 25
1
<i>x</i>
<i>x</i>
= +
+
Bài 3: Cho x > 0, Tìm GTNN của biểu thức:
2
2x 6 5
A =
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Bài 4: Tìm GTNN của biểu thức: B = x - 4
x
Bài 5: Tìm GTNN của biểu thức:
2
x 3 4
A =
x
<i>x</i>
− +
(Bồi dưỡng HSG tốn đại số 9 TRẦN THỊ VÂN ANH)
Bài 6: Tìm GTNN của biểu thức: A = 1 3
x+1 2
<i>x</i>
+ ( với x > -1 )
Bài 7: Tìm GTNN của biểu thức: B = 2
x-1 2
<i>x</i>
+ ( với x > 1 )
Bài 8: Tìm GTNN của biểu thức: C = 5
2x-1 3
<i>x</i>
+ ( với x > 1
2 )
Bài 9: Tìm GTNN của biểu thức: D = 5
1 - x
<i>x</i>
<i>x</i>
+ ( với 0 < x < 1 )
<i><b>Biện pháp 4: Thêm 1 hạng tử vào biểu thức ñã cho: </b></i>
VD1 : Cho 3 số dương x, y, z thỏa mãn ñiều kiện x + y + z = 2 Tìm GTNN của biểu
thức:
2 2 2
P <i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>y</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
= + +
+ + +
Ta có :
2
<i>x</i>
<i>y</i>+<i>z</i>+ 4
<i>y</i>+<i>z</i>
≥2
2
. 2.
4 2
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>y</i> <i>z</i>
+
= =
+
2
<i>y</i>
<i>x</i>+<i>z</i>+ 4
<i>x</i>+<i>z</i>
≥ 2
2
. 2.
4 2
<i>y</i> <i>x</i> <i>z</i> <i>y</i>
<i>y</i>
<i>x</i> <i>z</i>
+
= =
+
2
<i>z</i>
<i>y</i>+<i>x</i>+ 4
<i>y</i>+<i>x</i>
≥2
2
. 2.
4 2
<i>z</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>z</i>
<i>z</i>
<i>y</i> <i>x</i>
+
= =
+
=>
2 2 2
4 4 4
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>z</i> <i>y</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>y</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
<sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>+</sub> + <sub>+</sub> + <sub>+</sub> + <sub>≥ + +</sub>
<sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>+</sub>
Hay:
2 2 2
2
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>y</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
<sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>+</sub> + + <sub>≥ + +</sub>
<sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>+</sub>
=>
2 2 2
P 1
2 2
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>y</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
+ + + +
= + + ≥ + + − ≥ =
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
Vậy Min P = 1 ⇔
2
2
2
4
2
4 3
4
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>y</i> <i>z</i>
<i>y</i> <i>x</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>z</i>
<i>z</i> <i>y</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>x</i>
<sub>=</sub> +
+
<sub>+</sub>
<sub>=</sub> <sub>⇔ = = =</sub>
<sub>+</sub>
<sub>=</sub> +
+
<b>Lưu ý</b>: Nếu ta lần lượt thêm ( x + y), ( z + y), ( x + z) vào
2 2 2
z x y
, ,
y+x y+z z+x ta vẫn khử
ñược (x + y), ( z + y), ( x + z) nhưng không tìm được x, y, z để dấu dấu đẳng thức
xảy ra đồng thời. Khi đó khơng tìm được giá trị nhỏ nhất.
<i><b>VD2 : Tìm GTNN của A = x + y biết x, y > 0 thỏa mãn </b></i>a b 1
x+ =y (a và b là hằng số
dương).
<i><b>Giải</b></i> . <i>Cách 1</i> : A = x + y = 1.(x + y) = a b
x y x y
+ + = + + +
.
Theo bất ñẳng thức Cauchy với 2 số dương : ay bx 2 ay bx. 2 ab
x + y ≥ x y = .
Do đó A≥ + +a b 2 ab =
min A= a+ b với
ay bx
x y
x a ab
a b
1
x y <sub>y</sub> <sub>b</sub> <sub>ab</sub>
x, y 0
<sub>=</sub>
= +
<sub>+ = ⇔</sub>
= +
<sub>></sub>
<i>Cách 2</i> : Dùng bất đẳng thức Bunhiacơpxki :
2
2
a b a b
A (x y).1 (x y) x. y. a b
x y x y
= + = + <sub></sub> + <sub></sub>≥<sub></sub> + <sub></sub> = +
.
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
2 2 2
x y z
A
x y y z z x
= + +
+ + + biết x, y, z > 0 , xy + yz+ zx =1.
<i><b>Giải</b></i> Theo VD1 BIỆN PHÁP 4:
2 2 2
x y z x y z
x y y z z x 2
+ +
+ + ≥
+ + + . Theo bất ñẳng thức
Cauchy
x y y z z x
xy ; yz ; zx nên x y z xy yz zx
2 2 2
+ + +
≥ ≥ ≥ + + ≥ + + .
xy yz zx
x+y+z 1
hay
2 2 2
+ +
≥ =
min A = 1
2
1
x y z
3
⇔ = = = .
<b>VẬN DỤNG BDT </b> A + B ≥ A+B<b> ĐỂ TÌM CỰC TRỊ </b>
<i><b>Bài 1</b></i>: Tìm GTNN của hàm số : 2 2
2 1 2 1
<i>y</i>= <i>x</i> + <i>x</i>+ + <i>x</i> − <i>x</i>+
<i><b>Cách 1</b></i>: 2 2
2 1 2 1 1 1
<i>y</i>= <i>x</i> + <i>x</i>+ + <i>x</i> − <i>x</i>+ = + + −<i>x</i> <i>x</i>
Nếu: x < -1 thì <i>y</i>= + + − = − − − + = −<i>x</i> 1 <i>x</i> 1 <i>x</i> 1 <i>x</i> 1 2<i>x</i>>2
Nếu: -1 ≤ x ≤ 1 thì <i>y</i>= + + − = + − + =<i>x</i> 1 <i>x</i> 1 <i>x</i> 1 <i>x</i> 1 2
Nếu: x > 1 thì <i>y</i>= + + − = + + − =<i>x</i> 1 <i>x</i> 1 <i>x</i> 1 <i>x</i> 1 2<i>x</i>>2
Vậy y nhỏ nhất bằng 2 khi -1 ≤ x ≤ 1
<i><b>Cách 2</b></i> : áp dụng BĐT <i>a</i> + <i>b</i> ≥ +<i>a b</i> ( Dấu “=” sảy ra khi a.b ≥0)
Ta có : <i>y</i>= + + − ≥ + + − =<i>x</i> 1 1 <i>x</i> <i>x</i> 1 1 <i>x</i> 2
Vậy y nhỏ nhất bằng 2 khi -1 ≤ x ≤ 1
<i><b>Bài 2</b></i>: Cho x, y > 0 và 2x + xy = 4 . Tìm GTLN của A = x2y
<i><b>Cách 1</b></i>: Từ 2x + xy = 4 => xy = 4 -2x Thế vào A ta có :
A = x(4 -2x ) = 2 – <sub></sub>
=
2
<b>TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN</b>
=> Max A = 2 khi 2 2 0 1
2
2 4
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>y</i>
<i>x</i> <i>xy</i>
− = =
<sub>⇔</sub>
<sub>=</sub>
+ =
<i><b>Cách 2</b></i>: Ta có : A = 1.2 .
2 <i>x xy</i>. Vì x, y > 0 => 2x, xy > 0. áp dụng bất ñẳng thức Cosi
cho 2 số 2x, xy ta có:
2
2
2
2
2 2
2 . 2 .
2 2 4.2
<i>x</i> <i>xy</i>
<i>x</i> <i>xy</i> <i>x</i> <i>xy</i>
<i>x xy</i> <i>x xy</i> + <i>x y</i>
+ <sub>≥</sub> <sub>⇔</sub> + <sub>≥</sub> <sub>⇔</sub> <sub>≥</sub>
Thay số ta
có : 2
2≥<i>x y</i>=A
Vậy Max A =2 khi 2 1
2 4 2
<i>x</i> <i>xy</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>xy</i> <i>y</i>
= =
⇔
<sub>+</sub> <sub>=</sub> <sub>=</sub>
<b>BÀI TẬP TỰ LUYÊN TƯƠNG TỰ:</b>
Bài 1: Tìm GTNN của HS: a, 2 2
4 4 1 4 12 9
<i>y</i>= <i>x</i> − <i>x</i>+ + <i>x</i> − <i>x</i>+ b,
2 2
4 4 6 9
<i>y</i>= <i>x</i> + <i>x</i>+ + <i>x</i> − <i>x</i>+
Bài 2: Tìm GTNN của HS: a, 2 2
4 20 25 8 16
<i>y</i>= <i>x</i> + <i>x</i>+ + <i>x</i> − <i>x</i>+
b, 2 2
25 20 4 25 30 9
<i>y</i>= <i>x</i> − <i>x</i>+ + <i>x</i> − <i>x</i>+