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a+b=3,a5+b5=ab

a+b=3, a⁵+b⁵≥λab

来源:基本不等式\a+b=3,a5+b5=ab.docx,共 2 张图,转录自 media/img01.png(题干公式,WMF 转制)、media/img02.png(解答,WMF 转制)。

题目

文档正文仅含一个公式对象(图 1):

$$a^{5}+b^{5}\ge\lambda ab$$

⚠️ 注:结合文档文件名,完整题设应为「$a+b=3$,且 $a^{5}+b^{5}\ge\lambda ab$ 恒成立($a,b>0$),求 $\lambda$ 的最大值」;题干文字部分原图缺失,请对照原始 docx 核对。

解答

解:$\because a^{5}+b^{5}\ge\lambda ab$

$$\therefore\ \lambda \le \frac{a^{5}+b^{5}}{ab}=\frac{b^{4}}{a}+\frac{a^{4}}{b}$$
$$\because\ a+b=3$$
$$\therefore\ a^{2}+b^{2}=9-2ab$$
$$\because\ a^{2}+b^{2}\ge 2ab$$
$$\therefore\ a^{2}+b^{2}=9-2ab\ge 9-\left(a^{2}+b^{2}\right)$$
$$\therefore\ a^{2}+b^{2}\ge\frac{9}{2}$$
$$\therefore\ \frac{b^{4}}{a}+\frac{a^{4}}{b}\ge\frac{\left(a^{2}+b^{2}\right)^{2}}{a+b}\ge\frac{\left(\dfrac{9}{2}\right)^{2}}{3}=\frac{27}{4}\quad\left(\text{权方不等式}^{\langle?\rangle}\right)$$
$$\therefore\ \lambda\le\frac{27}{4}$$

待核对项:末步不等式名称原图字迹为「权和不⎵等式」,WMF 渲染存在字形重叠(本图 a⁵+b⁵ 的上标同样有重叠痕迹),按上下文推断为「权方不等式」,请对照原始 docx 核实。

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