首页 › 模拟试题 › 多元等式 › x³+y³-x-y=3

x³+y³-x-y=3

8. 已知 $x,y>0$,$x^3+y^3-\dfrac14x-\dfrac14y=3$,则 $13x+y$ 的最大值是(  )

A. $15$  B. $18$  C. $20$  D. $24$

【详解】 利用公式 $x^3+y^3=(x+y)(x^2-xy+y^2)=(x+y)\left[(x+y)^2-3xy\right]$

及 $xy=\dfrac{(x+y)^2-(x-y)^2}{4}$ 可得:

$$x^3+y^3=(x+y)\left[(x+y)^2-3\cdot\dfrac{(x+y)^2-(x-y)^2}{4}\right]=(x+y)\left[\dfrac{(x+y)^2}{4}+\dfrac{3(x-y)^2}{4}\right],$$

所以代入已知式化简可得 $(x+y)^3+3(x+y)(x-y)^2-(x+y)=12$,

由观察可得:当 $x-y=1$,$x+y=2$ 时,即 $2^3+3\times2\times1^2-2=12$ 成立,

此时 $x=\dfrac32$,$y=\dfrac12$,

所以 $x\left(x-\dfrac32\right)^2+y\left(y-\dfrac12\right)^2=x^3+y^3+\dfrac94x-3x^2+\dfrac14y-y^2$ ①,

又 $3\left(x-\dfrac32\right)^2=3x^2-9x+\dfrac{27}{4}$ ②,

$\left(y-\dfrac12\right)^2=y^2-y+\dfrac14$ ③,则 ①+②+③ 可得:

$$(x+3)\left(x-\dfrac32\right)^2+(y+1)\left(y-\dfrac12\right)^2=x^3+y^3-\dfrac{27}{4}x-\dfrac34y+7,$$

所以

$$x^3+y^3-\dfrac14x-\dfrac14y=(x+3)\left(x-\dfrac32\right)^2+(y+1)\left(y-\dfrac12\right)^2+\dfrac{13x+y}{2}-7=3,$$

故原不等式可化为:$(x+3)\left(x-\dfrac32\right)^2+(y+1)\left(y-\dfrac12\right)^2+\dfrac{13x+y}{2}=10$,

即 $\dfrac{13x+y}{2}\le 10$,故 $13x+y\le 20$,此时当 $x=\dfrac32$,$y=\dfrac12$ 时等号成立,即 $13x+y$ 的最大值是 $20$。

答案:C

上一篇 函数f(x)=2ex-x2+2ax-a2 下一篇 y指数互为倒数的指数相加