已知 $x,y>0$,求 $m=6\left(x^2+y^2\right)(x+y)-4\left(x^2+xy+y^2\right)-3(x+y)+5$ 的最小值.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    代数变形
    >
    代数式的形
    >
    换元
    >
    对称换元
  • 题型
    >
    不等式
    >
    求代数式的最值与范围
【答案】
$2$
【解析】
设 $x+y=2a$,$x-y=2b$,其中 $a>b$,则\[x=a+b,y=a-b,\]代入整理可得\[m=\left(24a-4\right)b^2+24a^3-12a^2-6a+5.\]情形一若 $a\geqslant \dfrac 16$,则\[m\geqslant 24a^3-12a^2-6a+5,\]记右边为 $f(a)$,则\[f'(a)=6\left(12a^2-4a-1\right),\]于是当 $a=\dfrac 12$ 时,$f(a)$ 取得极小值,亦为最小值 $f\left(\dfrac 12\right)=2$.
情形二若 $a<\dfrac 16$,则\[\begin{split}m&>\left(24a-4\right)a^2+24a^3-12a^2-6a+5\\
&=48a^3-16a^2-6a+5\\
&>-16\cdot \left(\dfrac 16\right)^2-6\cdot\dfrac 16+5\\
&>2.\end{split}\]综上所述,$m$ 的最小值为 $2$,当 $(x,y)=\left(\dfrac 12,\dfrac 12\right)$ 时取得.
答案 解析 备注
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