Cho hai số thực dương thỏa mãn \(1 \leq x \leq 2 ; 1 \leq y \leq 2\) . Giá trị nhỏ nhất m của biểu thức \(P=\frac{x+2 y}{x^{2}+3 y+5}+\frac{y+2 x}{y^{2}+3 x+5}+\frac{1}{4(x+y-1)}\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiDo \(1 \leq x \leq 2 ; 1 \leq y \leq 2 \text { nên }(x-1)(x-2) \leq 0\) nghĩa là \(x^{2}+2 \leq 3 x\)
Tương tự:\(y^{2}+2 \leq 3 y\)
Suy ra \(P \geq \frac{x+2 y}{3 x+3 y+3}+\frac{y+2 x}{3 y+3 x+3}+\frac{1}{4(x+y-1)}=\frac{x+y}{x+y+1}+\frac{1}{4(x+y-1)}\)
Đặt t=x+y suy ra \(2 \leq t \leq 4\)t .
Xét\(f(t)=\frac{t}{t+1}+\frac{1}{4(t-1)}, \text { với } 2 \leq t \leq 4\)
\(f^{\prime}(t)=\frac{1}{(t+1)^{2}}-\frac{1}{4(t-1)^{2}}\)
Suy ra \(f^{\prime}(t)=0 \Leftrightarrow t=3\)
Mà \(f(2)=\frac{11}{12} ; f(3)=\frac{7}{8} ; f(3)=\frac{53}{60}\) nên \(f(t) \geq f(3)=\frac{7}{8}\) .
Do đó \(P \geq \frac{7}{8}\)
Khi \(x=1, y=2 \text { thì } P=\frac{7}{8}\) . Vậy giá trị nhỏ nhất của P là \(\frac{7}{8}\)