Các bài toán Max- Min và Bất đẳng thức trong đề thi quốc gia từ 2003-2015
Đề 14: (Khối D-2009) Cho các số thực không âm x y , thay đổi và thoả mãn x + y = 1. Tìm
giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức S=(4x2+3y)(4y2+3x)+25xy
hực 0, 0 x y thay đổi và thỏa mãn điều kiện: 2 2x y xy x y xy . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: 3 3 1 1 A x y . Bài giải: Từ giả thiết suy ra: 2 2 1 1 1 1 1 x y x y xy . Đặt 1 1 , a b x y , ta có: 2 2a b a b ab (1) Lúc đó: 23 3 2 2A a b a b a b ab a b . Từ (1) suy ra: 2 3a b a b ab . Vì 2 2 a b ab nên 2 23 4 a b a b a b 2 24 0 0 4 16a b a b a b A a b . Với 1 2 x y thì 16A . Vậy giá trị lớn nhất của A là 16. Đề 06: (Khối B-2006) Cho , x y là các số thực thay đổi. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: 2 22 21 1 2A x y x y y . Bài giải: Trong mặt phẳng với hệ toạ độ Oxy, xét 1; , 1;M x y N x y . Do 2 22 2 2 21 1 4 4 2 1OM ON MN x y x y y y . Do đó: 22 1 2A y y f y . + Với 2 / 2 2 2 2 1 2 1 1 y y f y y y f y y . Ta có: / 2 2 2 0 1 0 1 2 1 4 3 y f y y y y y y . Lập BBT suy ra ;2 min 2 3f y . + Với 22 2 1 2 5 2 3y f y y . Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 5 CLB Giáo viên trẻ TP Huế Vậy 2 3A với mọi , x y . Khi 1 0, 3 x y thì 2 3A nên GTNN của A là 2 3. Đề 07: (Khối A-2007) Cho , , x y z là các số thực dương thay đổi và thoả mãn điều kiện 1xyz . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: 2 2 2 2 2 2 x y z y z x z x y P y y z z z z x x x x y y . Bài giải: Ta có: 2 2x y z x x . Tương tự: 2 2y z x y y ; 2 2z x y z z . Suy ra: 22 2 2 2 2 y yx x z z P y y z z z z x x x x y y . Đặt 2 ; 2 ; 2a x x y y b y y z z c y y z z . Suy ra: 4 2 4 2 4 2 ; ; . 9 9 9 c a b a b c b c a x x y y z z Do đó: 2 4 2 4 2 4 2 9 c a b a b c b c a P b c a 2 2 4 6 4.3 3 6 2. 9 9 c a b a b c a c a b c a Dấu "=" xảy ra 1x y z . Vậy giá trị nhỏ nhất của P bằng 2. Đề 08: (Khối B-2007) Cho , , x y z là các số thực dương thay đổi. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: 1 1 1 2 2 2 x y z P x y z yz xy xy . Bài giải: Ta có: 2 2 2 2 2 2 2 2 2 x y z x y z P xyz . Do 2 2 2 2 2 2 2 2 2 . 2 2 2 x y y z x z x y z xy yz zx Suy ra: 2 2 2 1 1 1 . 2 2 2 x y z P x y z Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 6 CLB Giáo viên trẻ TP Huế Xét hàm số 2 1 2 t f t t , với 0t . Lập BBT của hàm f t ta suy ra 3 , 0 2 f t t . Từ đây suy ra: 9 2 P . Dấu "=" xảy ra 1x y z . Vậy GTNN của P bằng 9 . 2 Đề 09: (Khối D-2007) Cho 0a b . Chứng minh rằng: 1 1 2 2 2 2 b a a b a b . Bài giải: BĐT cần chứng minh ln 1 4 ln 1 4 1 4 1 4 a b b a a b a b . Xét hàm số ln 1 4 , 0 x f x x x . Ta có: / 2 4 ln 4 1 4 ln 1 4 0 1 4 x x x x x f x x f x nghịch biến trên 0; . Do f x nghịch biến trên 0; và 0a b nên f a f b nên ta có đ.p.c.m. Đề 10: (Khối B-2008) Cho , x y là các số thực thay đổi và thoả mãn 2 2 1x y . Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức: 2 2 2 6 1 2 2 x xy P xy y . Bài giải: Ta có: 2 2 2 2 2 2 2 6 2 6 1 2 2 2 2 x xy x xy P xy y x y xy y . + Nếu 0y thì 2 1x , suy ra 2.P + Nếu 0y . Đặt x ty , khi đó: 2 2 2 2 12 2 2 6 3 0 2 3 t t P P t P t P t t (1) * Với 2P , phương trình (1) có nghiệm 3 . 4 t * Với 0P , phương trình (1) có nghiệm / 20 2 6 36 0 6 3.P P P 3P khi 3 1 , 10 10 x y hoặc 3 1 , 10 10 x y . Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 7 CLB Giáo viên trẻ TP Huế 6P khi 3 2 , 13 13 x y hoặc 3 2 , 13 13 x y . Vậy giá trị lớn nhất của P bằng 3, giá trị nhỏ nhất của P bằng 6. Đề 11: (Khối D-2008) Cho , x y là các số thực không âm thay đổi. Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức: 2 2 1 1 1 x y xy P x y . Bài giải: Ta có: 2 2 2 1 1 1 1 1 . 4 4 41 1 1 x y xy x y xy P P x y x y xy + Khi 0, 1x y thì 1 . 4 P + Khi 1, 0x y thì 1 . 4 P Vậy gia strị lớn nhất của P bằng 1 4 , giá trị nhỏ nhất của P bằng 1 . 4 Đề 12: (Khối A-2009) Chứng minh rằng với mọi số thực dương , , x y z thoả mãn 3x x y z yz , ta có 3 3 3 3 5x y x z x y x z y z y z . Bài giải: Đặt , , a x y b x z c y z . Điều kiện: 3x x y z yz trở thành 2 2 2c a b ab (*) BĐT cần chứng minh 3 3 33 5a b abc c với , , 0a b c thoả mãn (*). Ta có: 2 2 2 22 2 2 3 1 3 2 4 4 c a b ab a b ab a b a b a b a b c (1) Lúc đó: 3 3 3 2 2 3 2 33 5 3 5 3 5a b abc c a b a b ab abc c a b c abc c 23 5a b c ab c Từ (1) cho ta: 22a b c c và 2 23 3 3 4 ab a b c , từ đây ta suy ra đ.p.c.m. Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 8 CLB Giáo viên trẻ TP Huế Dấu "=" xảy ra khi .a b c x y z Đề 13: (Khối B-2009) Cho các số thực , x y thay đổi và thoả mãn 3 4 2x y xy . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức 4 4 2 2 2 23 2 1A x y x y x y . Bài giải: Ta có 3 2 3 2 4 2, 4 2 1x y xy x y xy x y x y x y . Lúc đó: 2 4 4 2 2 2 2 2 2 4 4 2 23 3 3 2 1 2 1 2 2 A x y x y x y x y x y x y 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 23 3 9 2 1 2 1 2 4 4 x y x y x y A x y x y Đặt 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 x y t x y x y t . Do đó 2 9 2 1 4 A t t . Xét 2 / 9 9 1 2 1 2 0, 4 2 2 f t t t f t t t . Suy ra: 1 ; 2 1 9 min . 2 16 f t f Vậy 9 ; 16 A đẳng thức xảy ra khi 1 2 x y . Vậy giá trị nhỏ nhất của A bằng 9 . 16 Đề 14: (Khối D-2009) Cho các số thực không âm , x y thay đổi và thoả mãn 1x y . Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức 2 24 3 4 3 25S x y y x xy . Bài giải: Ta có 2 2 3 31 16 12 9 25x y S x y x y xy xy 32 2 2 2 16 12 3 34 16 2 12x y x y xy x y xy x y xy . Đặt 2 1 1 0 0; . 4 4 4 x y t xy xy t Xét hàm 2 1 16 2 12, 0; . 4 f t t t t Ta có: / 1 1 25 1 191 32 2 0 ; 0 12; ; . 16 4 2 16 16 f t t t f f f Suy ra: 1 1 0; 0; 4 4 1 25 1 191 max ; min 4 2 16 16 f t f f t f . Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 9 CLB Giáo viên trẻ TP Huế Vậy giá trị lớn nhất của S bằng 25 2 ; khi 1 1 ;1 2 4 x y x y xy và giá trị lớn nhất của S bằng 191 16 ; khi 2 3 2 3 ; ;1 4 4 .1 2 3 2 3 16 ; ; 4 4 x yx y xy x y Đề 15: (Khối B-2010) Cho các số thực không âm , , a b c thoả mãn: 1a b c . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức 2 2 2 2 2 2 2 2 23 3 2M a b b c c a ab bc ca a b c Bài giải: Ta có 2 3 2 1M ab bc ca ab bc ca ab bc ca . Đặt 2 1 0 3 3 a b c t ab bc ca t . Xét hàm 2 1 3 2 1 2 , 0; 3 f t t t t t . Ta có: / / / 3 2 2 2 3 ; 2 0 1 2 1 2 f t t f t t t dấu "=" xảy ra tại 0t ; suy ra /f t nghịch biến. Xét trên đoạn 1 0; 3 ta có: / / 1 11 2 3 0 3 3 f t f , suy ra f t đồng biến. Do đó: 1 0 2, 0; 3 f t f t . Vì thế 1 2, 0; 3 M f t t ; 2M khi , 0ab bc ca ab bc ca và 1a b c ; ;a b c là một trong các bộ số 1;0;0 , 0;1;0 , 0;0;1 . Do đó giá trị nhỏ nhất của M là 2. Đề 16: (Khối D-2010) Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số 2 24 21 3 10y x x x x Bài giải: Điều kiện: 2 5.x Ta có 2 24 21 3 10 11 0 0x x x x x y . 2 3 7 2 5 2 3 7 2 5y x x x x x x x x Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 10 CLB Giáo viên trẻ TP Huế 2 3 5 2 7 2 2x x x x Suy ra 2;y dấu "=" xảy ra 1 . 3 x Vậy giá trị nhỏ nhất của y bằng 2 . Đề 17: (Khối A-2011) Cho , , x y z là ba số thực thuộc đoạn 1;4 và , x y x z . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức . 2 3 x y z P x y y z z x Bài giải: Trước hết ta chứng minh 1 1 2 (*) 1 1 1a b ab với a và b dương; 1.ab Thật vậy, (*) 2 1 2 1 1 2 2a b ab a b a b ab ab a b ab 2 1 0ab a b . Dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi a b hoặc 1.ab Áp dụng (*) với , 1;4x y , ta có: 1 1 1 2 32 3 1 1 2 1 x P z x yx y x y z x y . Dấu "=" xảy ra z x y z hoặc 1 x y (1). Đặt 1;2 x t t y . Do đó: 2 2 2 2 3 1 t P t t . Xét hàm 2 2 2 , 1;2 2 3 1 t f t t t t . Ta có: 3 / 2 22 2 4 3 3 2 1 9 34 0 2 332 3 1 t t t t f t f t f t t ; dấu "=" xảy ra 2 2 4; 1. x t x y y (2) 34 33 P . Từ (1) và (2) dấu "=" xảy ra 4; 1; 2.x y z Vậy giá trị nhỏ nhất của P là 34 33 ; khi 4; 1; 2.x y z Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 11 CLB Giáo viên trẻ TP Huế Đề 18: (Khối B-2011) Cho , a b là các số thực dương thoả mãn 2 22 2a b ab a b ab . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức 3 3 2 2 3 3 2 2 4 9 a b a b P b a b a . Bài giải: Với , a b là các số thực dương, ta có: 2 22 2a b ab a b ab 2 2 2 2 1 1 2 2 2 1 2 . a b a b ab a b ab a b a b b a a b Ta có: 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 a b a b a b a b a b b a , suy ra: 5 2 1 2 2 2 . 2 a b a b a b b a b a b a Đặt 5 , . 2 a b t t b a Suy ra: 3 2 3 24 3 9 2 4 9 12 18P t t t t t t . Xét hàm số 3 2 5 4 9 12 18, . 2 f t t t t t Ta có / 2 5 6 2 3 2 0, . 2 f t t t t Suy ra: 5 ; 2 5 23 min . 2 4 f t f Vậy 23 min 4 P ; khi và chỉ khi: 5 2 a b b a và 1 1 2 ; 2;1a b a b a b hoặc ; 1;2 .a b Đề 19: (Khối A-2012) Cho các số thực , , x y z thoả mãn điều kiện 0x y z . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức 2 2 23 3 3 6 6 6 . x y y z z x P x y z Bài giải: Ta chứng minh: 3 1, 0t t t (*). Xét hàm /3 1, 0 3 ln3 1 0, 0t tf t t t f t t và 0 0f nên (*) đúng. Áp dụng (*), ta có: 3 3 3 3 x y y z z x x y y z z x . Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 12 CLB Giáo viên trẻ TP Huế Áp dụng BĐT a b a b , ta có: 2 2 2 2 x y y z z x x y y z z x x y y z z x 2 2 22y z x y z x z x x y y z x y y z z x . Do đó: 2 2 2 22 2 22 6 6 6 2x y y z z x x y y z z x x y z x y z . Mà 0x y z , suy ra 2 2 26 6 6x y y z z x x y z . Vậy 2 2 23 3 3 6 6 6 3 x y y z z x P x y z . Khi 0x y z thì dấu "=" xảy ra. Vậy giá trị nhỏ nhất của P bằng 3. Đề 20: (Khối B-2012) Cho các số thực , , x y z thoả mãn các điều kiện 0x y z và 2 2 2 1x y z . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức 5 5 5.P x y z Bài giải: Với 0x y z và 2 2 2 1x y z , ta có: 2 2 2 2 2 2 1 0 2 2 1 2 2 . 2 x y z x y z x y z yz x yz yz x Mặt khác 2 2 2 2 21 1 1 6 6 ; 2 2 2 2 3 3 y z x x yz x x (*). Khi đó: 5 2 2 3 3 2 2P x y z y z y z y z 2 5 2 2 2 2 2 5 2 2 2 2 3 1 1 2 1 1 5 1 1 2 . 2 2 4 x x y z y z yz y z x x x x x x x x x x x x Xét hàm 3 / 2 / 6 6 6 2 , ; 6 1; 0 . 3 3 6 f x x x x f x x f x x Ta có: 6 6 6 6 6 6 , 3 6 9 3 6 9 f f f f . Do đó: 6 . 9 f x Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 13 CLB Giáo viên trẻ TP Huế Suy ra: 5 6 36 P . Khi 6 6 , 3 6 x y z thì dấu "=" xảy ra. Vậy giá trị lớn nhất của P là 5 6 36 . Đề 21: (Khối D-2012) Cho các số thực , x y thoả mãn điều kiện 2 2 4 4 2 32x y xy . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức 3 3 3 1 2 .A x y xy x y Bài giải: Ta có 2 2 2 4 4 2 32 8 0 0 8.x y xy x y x y x y Lúc đó: 3 3 23 3 6 6 3 6 2 A x y x y xy x y x y x y . Xét hàm số 3 2 3 3 6, 0;8 2 f t t t t t . Ta có: / 2 / 1 5 3 3 3, 0 2 f t t t f t t hoặc 1 5 2 t (loại). Ta có: 1 5 17 5 5 0 6, , 8 398. 2 4 f f f Suy ra: 17 5 5 . 4 A Khi 1 5 4 x y thì dấu "=" xảy ra. Vậy giá trị nhỏ nhất của A là 17 5 5 4 . Đề 22: (Khối A-2013) Cho các số thực dương , , a b c thoả mãn điều kiện 24a c b c c . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức 3 3 2 2 3 3 32 32 3 3 a b a b P cb c a c . Bài giải: Đặt , a b x y c c . Ta được 0, 0x y . Điều kiện của bài toán trở thành 3.xy x y Khi đó 3 3 2 2 3 3 32 32 3 3 x y P x y y x . Với mọi 0, 0u v ta có: 3 3 3 33 3 3 3 . 4 4 u v u v u v uv u v u v u v Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 14 CLB Giáo viên trẻ TP Huế Do đó 3 233 3 3 3 2 3 332 32 8 8 3 3 3 3 93 3 x y xy x yx y x y y x xy x yy x . Thay 3xy x y vào biểu thức trên ta được: 3 3 3 3 3 3 1 632 32 8 1 . 2 63 3 x y x yx y x y x yy x Do đó 3 3 2 3 22 21 1 2 1 2 6P x y x y x y x y xy x y x y x y Đặt t x y . Suy ra 0t và 3 2 1 2 6P t t t . Ta có: 2 2 3 2 6 0 4 4 x y t x y xy x y t t t . Do đó 2.t Xét hàm 3 2 1 2 6, 2f t t t t t . Ta có: 2/ 2 1 3 1 . 2 6 t f t t t t Với mọi 2t , ta có: 2 3 1 3t và 22 1 7 7 3 2 1 1 2 21 72 6 t tt t , nên / 3 2 3 0 2 f t . Suy ra 2 1 2f t f . Do đó: 1 2P . Khi a b c thì 1 2P . Do đó giá trị nhỏ nhất của P là 1 2 . Đề 23: (Khối B-2013) Cho , , a b c là các số dương. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: 2 2 2 4 9 . 2 24 P a b a c b ca b c Bài giải: Ta có 2 2 2 2 24 2 4 4 2 2 2 2 2 a b c a b ab ac bc a b a c b c a b a b c . Đặt 2 2 2 4t a b c , suy ra 2t và 2 4 9 . 2 4 P t t Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 15 CLB Giáo viên trẻ TP Huế Xét hàm 2 4 9 , 2. 2 4 f t t t t Ta có: 3 2 / 2 22 2 2 2 4 4 7 4 164 9 4 4 t t t tt f t t t t t . Với 2t , thì 3 2 34 7 4 16 4 4 7 4 0t t t t t t . Do đó / 0 4.f t t Ta có BBT: Từ BBT ta được 5 . 8 P Khi 2a b c thì 5 8 P . Vậy giá trị lớn nhất của P là 5 . 8 Đề 24: (Khối D-2013) Cho , x y là các số thực dương thỏa mãn 1xy y . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức 2 2 2 . 63 x y x y P x yx xy y Bài giải: Do 0, 0, 1x y xy y nên 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 0 4 2 4 x y y y y y y . Đặt x t y , suy ra 1 0 4 t . Khi đó 2 1 2 6 13 t t P tt t . Xét hàm 2 1 2 1 , 0; 6 1 43 t t f t t tt t . Ta có: / 3 2 2 7 3 1 2 12 3 t f t tt t . Với 1 0; 4 t ta có: 2 3 1 3 3; 7 3 6t t t t t và 1 1.t Do đó: 3 2 7 3 7 3 1 6 3 32 3 t t t t và 2 1 1 22 1t . Suy ra / 1 1 0 23 f t . Do đó: 1 5 7 . 4 3 30 P f t f Khi 1 2 x và 2y , ta có: 5 7 . 3 30 P Vậy giá trị lớn nhất của P là 5 7 . 3 30 Chuyên đề BẤT ĐẲNG THỨC - MAX MIN Luyện thi THPT Quốc gia 2016 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO...0935.785.115... 16 CLB Giáo viên trẻ TP Huế Đề 25: (Khối A-2014) Cho , , x y z là các số thực không âm thỏa mãn 2 2 2 2x y z . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức 2 2 1 . 1 1 9 x y z yz P x yz x x y z Bài giải: Ta có 2 2 2 20 2 2 2 2 1x y z x y z xy xz yz xy xz yz , nên 2 1 1 1 1x yz x x x y z xy xy yz x x y z Suy ra: 2 2 1 1 x x x yz x x y z . Mặt khác 2 2 2 2 2 2 2 2 2x y z x y z x y z yz yz x y z 22 2 2 4 1 .yz x y z yz Do đó: 2 . 1 36 x y zx y z P x y z Đặt t x y z , suy ra: 0t và 2 2 2 2 2 2 2t x y z xy yz zx 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6 0; 6x y z x y y z z x t . Xét hàm 21 1 36 t f t t , với 0; 6t . Ta có: 2 / 2 2 2 4 91 181 18 1 t t tt f t t t nên / 0 2f t t . Ta có: 5 31 60 0; 2 ; 6 9 30 5 f f f nên 5 9 f t khi 0; 6t
File đính kèm:
- Tuyen_tap_cau_chot_diem_10_tu_2003_den_2015.pdf