2025-08-12 12:36:42 | 人围观 | 评论:
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已知实数 ( a ) 和 ( b ) 满足 ( ab = 1 ),求表达式 ( \frac{a^3 b^3}{a b} ) 的最小值。
首先,利用立方和公式: [ a^3 b^3 = (a b)(a^2 - ab b^2) ] 代入原式得: [ \frac{a^3 b^3}{a b} = a^2 - ab b^2 ]
由于 ( ab = 1 ),设 ( a = x ),则 ( b = \frac{1}{x} )。代入上式得: [ a^2 - ab b^2 = x^2 - x \cdot \frac{1}{x} \left(\frac{1}{x}\right)^2 = x^2 - 1 \frac{1}{x^2} ]
接下来,寻找函数 ( f(x) = x^2 \frac{1}{x^2} - 1 ) 的最小值。计算导数: [ f'(x) = 2x - \frac{2}{x^3} ] 令 ( f'(x) = 0 ),解得: [ 2x = \frac{2}{x^3} \implies x^4 = 1 \implies x = \pm 1 ]
代入 ( f(x) ) 计算极值: - 当 ( x = 1 ) 时,( f(1) = 1 1 - 1 = 1 ) - 当 ( x = -1 ) 时,( f(-1) = 1 1 - 1 = 1 )
通过二阶导数验证: [ f''(x) = 2 \frac{6}{x^4}
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