Cho hai số thực \(a \geq b>1\). Biết rằng biểu thức \(T=\frac{2}{\log _{a b} a}+\sqrt{\log _{a} \frac{a}{b}}\) đạt giá trị lớn nhất là M khi có số thực m sao cho \(b=a^{n}\) . Tính \(P=M+m\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có:
\(\begin{array}{l} T=\frac{2}{\log _{a b} a}+\sqrt{\log _{a} \frac{a}{b}}=2 \log _{a}(a b)+\sqrt{\log _{a} a-\log _{a} b}=2\left(1+\log _{a} b\right)+\sqrt{1-\log _{a} b} \\ =-2\left(\sqrt{1-\log _{a} b}-\frac{1}{4}\right)^{2}+\frac{33}{8} \leq \frac{33}{8} \end{array}\)
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \(\sqrt{1-\log _{a} b}=\frac{1}{4} \Leftrightarrow \log _{a} b=\frac{15}{16} \Leftrightarrow b=a^{\frac{15}{16}} \Rightarrow m=\frac{15}{16}, M=\frac{33}{8}\)
Khi đó \(P=\frac{15}{16}+\frac{33}{8}=\frac{81}{16}\)