Cho a > 0, b > 0 thỏa mãn \({\log _{3a + 2b + 1}}\left( {9{a^2} + {b^2} + 1} \right) + {\log _{6ab + 1}}\left( {3a + 2b + 1} \right) = 2\). Giá trị của a + 2b bằng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có a > 0, b > 0 nên \(\left\{ \begin{array}{l}
3a + 2b + 1 > 1\\
9{a^2} + {b^2} + 1 > 1\\
6ab + 1 > 1
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{\log _{3a + 2b + 1}}\left( {9{a^2} + {b^2} + 1} \right) > 0\\
{\log _{6ab + 1}}\left( {3a + 2b + 1} \right) > 0
\end{array} \right.\).
Áp dụng BĐT Cô-si cho hai số dương ta được
\({\log _{3a + 2b + 1}}\left( {9{a^2} + {b^2} + 1} \right) + {\log _{6ab + 1}}\left( {3a + 2b + 1} \right) \ge 2\sqrt {{{\log }_{3a + 2b + 1}}\left( {9{a^2} + {b^2} + 1} \right) + {{\log }_{6ab + 1}}\left( {3a + 2b + 1} \right)} \)
\(\begin{array}{l}
\Leftrightarrow 2 \ge 2\sqrt {{{\log }_{6ab + 1}}\left( {9{a^2} + {b^2} + 1} \right)} \Leftrightarrow {\log _{6ab + 1}}\left( {9{a^2} + {b^2} + 1} \right) \le 1 \Leftrightarrow 9{a^2} + {b^2} + 1 \le 6ab + 1\\
\Leftrightarrow {\left( {3a - b} \right)^2} \le 0 \Leftrightarrow 3a = b
\end{array}\).
Vì dấu “=” đã xảy ra nên
\({\log _{3a + 2b + 1}}\left( {9{a^2} + {b^2} + 1} \right) = {\log _{6ab + 1}}\left( {3a + 2b + 1} \right) \Leftrightarrow {\log _{3b + 1}}\left( {2{b^2} + 1} \right) = {\log _{2{b^2} + 1}}\left( {3b + 1} \right)\)
\( \Leftrightarrow 2{b^2} + 1 = 3b + 1 \Leftrightarrow 2{b^2} - 3b = 0 \Leftrightarrow b = \frac{3}{2}\) (vì b > 0). Suy ra \(a = \frac{1}{2}\).
Vậy \(a + 2b = \frac{1}{2} + 3 = \frac{7}{2}\)