若 $\theta \in \left( {0 , \dfrac{{\pi }}{2}} \right)$,则 $\dfrac{8}{{\sin \theta }} + \dfrac{1}{{\cos \theta }}$ 的最小值是
【难度】
【出处】
2009年中国科学技术大学自主招生保送生测试
【标注】
  • 题型
    >
    不等式
    >
    求代数式的最值与范围
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的最值
【答案】
$5\sqrt 5 $
【解析】
求导\[\begin{split}\left( {\dfrac{8}{{\sin \theta }} + \dfrac{1}{{\cos \theta }}} \right)^\prime &= \dfrac{{ - 8\cos \theta }}{{{{\sin }^2}\theta }} + \dfrac{{\sin \theta }}{{{{\cos }^2}\theta }}\\& = \dfrac{{{{\sin }^3}\theta - 8{{\cos }^3}\theta }}{{{{\sin }^2}\theta {{\cos }^2}\theta }}\\& = \dfrac{{\left( {\sin \theta - 2\cos \theta } \right)\left( {{{\sin }^2}\theta + 2\sin \theta \cos \theta + 4{{\cos }^2}\theta } \right)}}{{{{\sin }^2}\theta {{\cos }^2}\theta }}\\& = \dfrac{{\left( {\sin \theta - 2\cos \theta } \right)\left( {1 + \sin 2\theta + 3{{\cos }^2}\theta } \right)}}{{{{\sin }^2}\theta {{\cos }^2}\theta }},\end{split}\]于是当 $\sin \theta = 2\cos \theta $ 时,$\dfrac{8}{{\sin \theta }} + \dfrac{1}{{\cos \theta }}$ 取得最小值.此时 $\sin \theta = \dfrac{2}{{\sqrt 5 }}$,$\cos \theta = \dfrac{1}{{\sqrt 5 }}$,且$$\dfrac{8}{{\sin \theta }} + \dfrac{1}{{\cos \theta }} = 5\sqrt 5 .$$
题目 答案 解析 备注
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