记 $F(x,y)=x+y-a(x+2\sqrt{2xy}),x,y\in\mathbb R^+$.
【难度】
【出处】
【标注】
  1. 是否存在 $x_0\in \mathbb R^+$,使得 $F(x_0,2)=2$?请说明理由;
    标注
    答案
    不存在
    解析
    根据题意有$$F(x_0,2)-2=x_0-a(x_0+4\sqrt{x_0})=\sqrt{x_0}[(1-a)\sqrt{x_0}-4a] $$因为 $x_0\in \mathbb R^+$,所以$$(1-a)\sqrt{x_0}=4a,$$当 $0<a<1$ 时,存在 $x_0=\dfrac{16a^2}{(a-1)^2}$ 满足条件;当 $a\leqslant 0$ 或 $a\geqslant 1$ 时,不存在符题设的 $x_0$.
  2. 若对任意的 $x,y\in \mathbb R^+$,恒有 $F(x,y)\geqslant 0$,请求出 $a$ 的取值范围.
    标注
    答案
    $a\leqslant \dfrac12$
    解析
    由于 $F(x,y)\geqslant 0$,所以$$\forall x,y\in\mathbb R^+,\dfrac{x+y}{x+2\sqrt{2xy}}\geqslant a,$$即只需 $a$ 小于等于左侧表达式的最小值即可,而$$\dfrac{x+y}{x+2\sqrt{2xy}}\geqslant \dfrac{x+y}{x+(x+2y)}=\dfrac12,$$当 $x=2y$ 时,上式取得等号.因此 $a$ 的取值范围为 $\left(-\infty,\dfrac12\right]$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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