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2a² +b²−4a−2b 的最小值为

已知正数 $a, b$ 满足 $\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = 1$,则 $2a^2 + b^2 - 4a - 2b$ 的最小值为.

解:

$$ \begin{aligned} 2a^2 + b^2 - 4a - 2b &= 2(a-1)^2 + (b-1)^2 - 3 \\ &\ge 2\sqrt{2}(a-1)(b-1) - 3 \end{aligned} $$

由 $\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = 1$ 得 $ab = a + b$,即 $(a-1)(b-1) = 1$,代入得:

$$ 2\sqrt{2}(a-1)(b-1) - 3 = 2\sqrt{2} - 3 $$

当且仅当 $\sqrt{2}(a-1) = b-1$,即 $a = 1 + \frac{\sqrt{2}}{2}$,$b = 1 + \sqrt{2}$ 时等号成立,故最小值为 $2\sqrt{2} - 3$。

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