已知直线过点 $M\left( {2 , 1} \right)$ 且与 $x,y$ 轴正半轴分别交于 $A,B$ 两点,$O$ 为坐标原点,求:
【难度】
【出处】
【标注】
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    思考方式
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    数学建模
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    不等式
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    求代数式的最值与范围
  • 知识点
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    不等式
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    常用不等式
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    均值不等式
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    思考方式
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    数学建模
  • 知识点
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    不等式
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    常用不等式
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    柯西不等式
  • 题型
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    不等式
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    求代数式的最值与范围
  1. $\triangle OAB$ 面积的最小值;
    标注
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      思考方式
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      数学建模
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      不等式
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      求代数式的最值与范围
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      不等式
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      常用不等式
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      均值不等式
    答案
    $4$
    解析
    设直线的横截距和纵截距分别为 $\dfrac 1a$ 和 $\dfrac 1b$,则 $2a+b=1$($a,b>0$).由于$$1=2a+b\geqslant \sqrt{2ab},$$于是三角形 $AOB$ 的面积 $\dfrac{1}{2ab}$ 的最小值为 $4$.
  2. $\triangle OAB$ 周长的最小值.
    标注
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      思考方式
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      数学建模
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      不等式
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      常用不等式
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      柯西不等式
    • 题型
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      不等式
      >
      求代数式的最值与范围
    答案
    $10$
    解析
    设直线的横截距和纵截距分别为 $\dfrac 1a$ 和 $\dfrac 1b$,则 $2a+b=1$($a,b>0$).三角形 $AOB$ 的周长为$$\dfrac 1a+\dfrac 1b+\sqrt{\dfrac 1{a^2}+\dfrac 1{b^2}}=\dfrac{a+b+\sqrt{a^2+b^2}}{ab}=\dfrac{2}{a+b-\sqrt{a^2+b^2}},$$而根据柯西不等式$$(3a+4b)^2\leqslant 25(a^2+b^2),$$于是$$\sqrt{a^2+b^2}\geqslant \dfrac 35a+\dfrac 45b,$$因此$$a+b-\sqrt{a^2+b^2}\leqslant \dfrac{2a+b}{5}=\dfrac 15,$$从而三角形 $AOB$ 的周长$$\dfrac{2}{a+b-\sqrt{a^2+b^2}}\geqslant 10,$$等号当且仅当 $\dfrac{a}{b}=\dfrac 34$ 时取得,因此三角形 $AOB$ 周长的最小值为 $10$.
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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