已知实数 $a>b>0$,函数 $f(x)=\dfrac{x}{\sqrt{a-x^2}-\sqrt{b-x^2}}$ 的最大值是 .
【难度】
【出处】
2018年全国高中数学联赛江苏省预赛(复赛一试)
【标注】
【答案】
$\dfrac{\sqrt{ab}}{a-b}$
【解析】
显然,当 $x<0$ 时,$f(x)<0$,当 $x>0$ 时,$f(x)>0$.故只需考察 $x>0$.$f\left(x \right)=\dfrac{x}{\sqrt{a-{{x}^{2}}}-\sqrt{b-{{x}^{2}}}}=\dfrac{x\left(\sqrt{a-{{x}^{2}}}+\sqrt{b-{{x}^{2}}} \right)}{a-b}=\dfrac{1}{a-b}\sqrt{{{x}^{2}}\left(a+b \right)-2{{x}^{4}}+2{{x}^{2}}\sqrt{\left( a-{{x}^{2}} \right)\left(b-{{x}^{2}} \right)}}\\=\dfrac{1}{a-b}\sqrt{ab-{{\left[ {{x}^{2}}-\sqrt{\left(a-{{x}^{2}} \right)\left( b-{{x}^{2}} \right)} \right]}^{2}}}\leqslant \dfrac{\sqrt{ab}}{a-b}.$
当 $x^2=\sqrt{(a-x^2)(b-x^2)}$,即 $x=\sqrt{\dfrac{ab}{a+b}}$ 时取得等号.
当 $x^2=\sqrt{(a-x^2)(b-x^2)}$,即 $x=\sqrt{\dfrac{ab}{a+b}}$ 时取得等号.
题目
答案
解析
备注