Cho x, y, zlà các số thực không âm thoả mãn \(12^{x}+2^{y}+2^{z}=10\) . Giá trị lớn nhất của biểu thức \(P=x+y+3 z\)gần nhất với số nào sau đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐặt \(\left\{\begin{array}{l} a=2^{x} \\ b=2^{y} \Rightarrow\left\{\begin{array}{l} x=\log _{2} a \\ y=\log _{2} b \end{array}\right. \\ c=2^{z} \end{array} \Rightarrow\left\{\begin{array}{l} a+b+c=10 ; a, b, c \geq 1 \\ z=\log _{2} c \end{array}\right.\right.\)
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy ta có:
\(\begin{array}{c} a \cdot b \cdot c^{3} \leq c^{3}\left(\frac{a+b}{2}\right)^{2}=c^{3}\left(\frac{10-c}{2}\right)^{2}=\frac{c}{3} \cdot \frac{c}{3} \cdot \frac{c}{3}\left(\frac{10-c}{2}\right) \cdot\left(\frac{10-c}{2}\right) \cdot 27 \\ \leq\left(\frac{c+10-c}{5}\right)^{5} \cdot 27=2^{5} \cdot 27 \end{array}\)
Dấu bằng xảy ra khi \(\frac{c}{3}=\frac{10-c}{2} \Rightarrow c=6 \Rightarrow a=b=2\)
\(\Rightarrow P=\log _{2}\left(a b c^{3}\right) \leq \log _{2}\left(2^{5} \cdot 27\right)=5+3 \log _{2} 3 \approx 6,58\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Toán năm 2020
Trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi