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同学们好!今天我们来解决一个有趣的不等式问题。这道题看起来有点复杂,但别担心,我们一步步来分析。题目给出了三个条件:a和b都是正数,它们满足2/a+1/b=1这个约束,而且a+b≥m要恒成立。我们的任务就是找出m的取值范围。关键在于理解'恒成立'的含义——这意味着我们需要找到a+b的最小值!
在解决这类问题之前,我们先回顾一下基本不等式这个强大的工具。基本不等式告诉我们,对于正数x和y,它们的算术平均数大于等于几何平均数。使用基本不等式有个口诀:一正二定三相等。一正是指变量都为正数,二定是指当积为定值时和最小,三相等是指等号成立的条件。右边的图形直观地展示了当xy等于4时,x加y的最小值在x等于y时取得。
现在来看解题的关键步骤!这里有个巧妙的技巧:我们要利用约束条件中的'1'。既然2/a+1/b等于1,那么a+b就等于(a+b)乘以1,也就是(a+b)乘以(2/a+1/b)。展开这个乘积,我们得到2加a/b加2b/a加1,整理后是3加a/b加2b/a。接下来运用基本不等式,a/b加2b/a大于等于2倍根号2,所以a+b大于等于3加2倍根号2,也就是9。右边的图形展示了函数的最小值点。
现在我们需要验证等号成立的条件。根据基本不等式,等号成立当且仅当a/b等于2b/a。解这个方程得到a的平方等于2倍b的平方,所以a等于根号2倍b。将这个关系代入约束条件2/a+1/b=1中,经过计算得到b等于根号2加1,a等于2加根号2。我们可以验证此时a+b确实等于3加2倍根号2。右边的图显示了这个最优点在约束曲线上的位置。
经过前面的推导,我们得出了最终结论:a加b大于等于9,因此要使a加b大于等于m恒成立,m必须小于等于9。所以实数m的取值范围是负无穷到9的闭区间。让我们回顾一下解题的关键思路:首先利用约束条件中的1进行配凑,然后巧妙展开括号,接着运用基本不等式求最值,最后验证等号成立条件。这种方法在处理类似的约束最值问题时非常有效,大家要好好掌握这个套路!