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a,b,c正实数,b+c=-根号6

16. 已知 $a$,$b$,$c$ 是正实数,且 $b+c=\sqrt6$,则 $\dfrac{ac^2+2a}{bc}+\dfrac{8}{a+1}$ 最小值为.

解: $\because b+c=\sqrt6$

$$\therefore \dfrac{ac^2+2a}{bc}+\dfrac{8}{a+1}=\dfrac{(c^2+2)}{(\sqrt6-c)c}a+\dfrac{8}{a+1}$$

设 $f(x)=\dfrac{(x^2+2)}{(\sqrt6-x)x}\ (x>0)$,则 $f'(x)=\dfrac{\sqrt6x^2+4x-2\sqrt6}{(\sqrt6-x)^2x^2}=\dfrac{(\sqrt6x-2)(x+\sqrt6)}{(\sqrt6-x)^2x^2}$

$\therefore 0<x<\dfrac{2\sqrt6}{6}$ 时 $f(x)$ 单减,$x>\dfrac{2\sqrt6}{6}$ 时 $f(x)$ 单增

$$\therefore f(x)_{\text{极小值}}=f\left(\dfrac{\sqrt6}{3}\right)=2$$
$$\therefore \dfrac{(c^2+2)}{(\sqrt6-c)c}\ge 2\text{,当且仅当 }c=\dfrac{\sqrt6}{3}\text{ 时,等号成立,此时 }b=\dfrac{2\sqrt6}{3}$$
$$\therefore \dfrac{ac^2+2a}{bc}+\dfrac{8}{a+1}\ge 2a+\dfrac{8}{a+1}=2(a+1)+\dfrac{4}{a+1}-2\ge 6\text{,当且仅当 }a=1\text{ 时等号成立}$$

最小值为 $6$.


相似题 1 已知正数 $a,b$ 满足 $a+b=1$,$c\in\mathbf{R}$,则 $\dfrac{3a}{bc^2+b}+\dfrac{1}{abc^2+ab}+2c^2$ 的最小值为.答案为: $4\sqrt3-2$

相似题 2 已知正数 $a$,$b$ 满足 $a+b=1$,$c\in\mathbf{R}$,则 $\dfrac{3a}{bc^2+b}+\dfrac{1}{abc^2+ab}+3c^2$ 的最小值为.答案为: $6\sqrt2-3$

相似题 3 已知 $a$,$b$ 都是正数,则 $\dfrac{5a}{2a+3b}+\dfrac{5b}{3a+2b}$ 的最小值是.答案为: $2$.

相似题 1 为江苏省南京市田家炳高级中学 2022-2023 学年高一上学期 10 月月考数学试题第 16 题

相似题 2 为浙江省嘉兴市海宁中学 2022 届高三下学期押题卷数学试题 3 第 16 题

相似题 23 为广东省五校 2023 届高三上学期期末联考数学试题

【详解】 解:由 $a+b=1$,得 $a^2+2ab+b^2=1$,$a>0,b>0$,

则

$$\dfrac{3a}{bc^2+b}+\dfrac{1}{abc^2+ab}+2c^2=\dfrac{1}{c^2+1}\left(\dfrac{3a}{b}+\dfrac{a^2+2ab+b^2}{ab}\right)+2c^2=\dfrac{1}{c^2+1}\left(\dfrac{4a}{b}+\dfrac{b}{a}+2\right)+2c^2$$
$$\ge \dfrac{6}{c^2+1}+2(c^2+1)-2\ge 2\sqrt{\dfrac{6}{c^2+1}\times 2(c^2+1)}-2=4\sqrt3-2,$$

当且仅当 $\dfrac{4a}{b}=\dfrac{b}{a}$,即 $b=2a$,$\dfrac{6}{c^2+1}=2(c^2+1)$,即 $\left(c^2+1\right)^2=3$ 时取“等号”,

所以当 $a=\dfrac13$,$b=\dfrac23$,$c^2=\sqrt3-1$ 时,

$\dfrac{3a}{bc^2+b}+\dfrac{1}{abc^2+ab}+2c^2$ 的最小值为 $4\sqrt3-2$.

故答案为:$4\sqrt3-2$

【详解】 由 $a+b=1$,得 $a^2+2ab+b^2=1$,$a>0,b>0$,

则

$$\dfrac{3a}{bc^2+b}+\dfrac{1}{abc^2+ab}+3c^2=\dfrac{1}{c^2+1}\left(\dfrac{3a}{b}+\dfrac{a^2+2ab+b^2}{ab}\right)+3c^2=\dfrac{1}{c^2+1}\left(\dfrac{4a}{b}+\dfrac{b}{a}+2\right)+3c^2,$$
$$\ge \dfrac{6}{c^2+1}+3(c^2+1)-3\ge 2\sqrt{18}-3=6\sqrt2-3\text{,当且仅当 }b=2a\text{,}\dfrac{6}{c^2+1}=3(c^2+1)\text{ 时取}"=", $$

所以当 $a=\dfrac13$,$b=\dfrac23$,$c^2=\sqrt2-1$ 时,$\dfrac{3a}{bc^2+b}+\dfrac{1}{abc^2+ab}+3c^2$ 的最小值为 $6\sqrt2-3$.

故答案为:$6\sqrt2-3$

【详解】 因为 $a,b$ 均为正实数,故设 $2a+3b=x$,$3a+2b=y$,则 $x>0,y>0$

联立解得 $a=\dfrac15(3y-2x)$,$b=\dfrac15(3x-2y)$,

$$\therefore \dfrac{5a}{2a+3b}+\dfrac{5b}{3a+2b}=\dfrac{3y-2x}{x}+\dfrac{3x-2y}{y}$$
$$=\dfrac{3y}{x}+\dfrac{3x}{y}-4\ge 2\sqrt{\dfrac{3y}{x}\cdot\dfrac{3x}{y}}-4=2,$$

当且仅当 $\dfrac{3y}{x}=\dfrac{3x}{y}$,即 $x=y$,即 $2a+3b=3a+2b$,即 $a=b$ 时取等号,

故答案为:$2$.

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