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x∈(0,π2),8cosx-5sinx最小值

题目:若 $x \in (0, \frac{\pi}{2})$,则 $\frac{8}{\cos x} - 5\sin x$ 的最小值为

解:设 $\lambda > 0$

$$ \begin{aligned} \frac{8}{\cos x} - 5\sin x &= \frac{8}{\cos x} + \lambda\cos x - (\lambda\cos x + 5\sin x) \\ &\ge 4\sqrt{2\lambda} - \sqrt{\lambda^2+25} \end{aligned} $$

不等式等号成立的条件是

$$ \begin{cases} \frac{8}{\cos x} = \lambda \cos x \\[0.5em] \frac{\lambda}{\sqrt{\lambda^2 + 25}} = \cos x \end{cases} $$

可得 $\frac{\lambda^3}{\lambda^2+25} = 8 \Rightarrow \lambda^3 - 8\lambda^2 - 200 = 0$

$$ \Rightarrow (\lambda-10)(\lambda^2+2\lambda+20) = 0 \Rightarrow \lambda = 10 $$

则 $\cos x = \frac{2}{\sqrt{5}}$,$\sin x = \frac{1}{\sqrt{5}}$.

代入得 $\frac{8}{\cos x} - 5\sin x \ge 3\sqrt{5}$,

所以 $\frac{8}{\cos x} - 5\sin x$ 的最小值是 $3\sqrt{5}$

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