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已知正实数 a,b 满足 2a+4b=1, 求 a+b+a2+b2 的最小值.


注意到[1] (a2+b2)(9+16)(3a+4b)2, 于是 原式a+b+3a+4b5=15(8a+9b)=15(8a+9b)(2a+4b)=15(52+32ab+18ba)20, 取等条件为 {ab=34,2a+4b=132ab=18ba(a,b)=(5,203).

另解 三角换元

a=rcosθ, b=rsinθ, θ(0,π2), 则根据条件式 r=2cosθ+4sinθ. 现在记 t=tanθ2, 则根据万能公式 原式=r(cosθ+sinθ+1)=(2(1+t2)1t2+4(1+t2)2t)(1t21+t2+2t1+t2+1)=4(11t+1t+1)4((1+1)2(1t)+t+1)=20. 等号成立当且仅当 t=12.


  1. 这里用了待定系数 α,β, 然后联立取等条件解出 α:β=3:4. ↩︎