若a>0,b>0,a+b=4,求【a+ ( 1/a)^2+【b+(1/b)^2的最小值

问题描述:

若a>0,b>0,a+b=4,求【a+ ( 1/a)^2+【b+(1/b)^2的最小值

构造函数f(t)=t+(1/t)^2.
易得f"(t)=6/t^4>0,
故f(t)为下凸函数,
可用Jensen不等式:
f(a)+f(b)≥2f[(a+b)/2]=2f(2),
即(a+1/a^2)+(b+1/b^2)≥9/2.
故所求最小值为:9/2.能用均值不等式解吗?可以用均值不等式解答,
但运算量大,太麻烦:
a+b=4→(1/16)(a+b)^2=1.
∴(a+1/a^2)+(b+1/b^2)
=(a+b)+(1/a^2+1/b^2)
=4+(1/16)[(a+b)^2/a^2+(a+b)^2/b^2]
=4+(1/16)[(1+b/a)^2+(1+a/b)^2]
≥4+(1/32)[2+(a/b+b/a)]^2
≥4+(1/32)[2+2√(a/b·b/a)]^2
=4+(1/32)·16
=9/2.
故所求最小值为9/2.

其实本题最简单的方法,
是用权方和不等式:
(a+1/a^2)+(b+1/b^2)
=(a+b)+(1^3/a^2+1^3/b^2)
≥4+[(1+1)^3/(a+b)^2]
=4+(8/16)
=9/2.
故所求最小值为:9/2。你数学也太好了吧!