设实数 $x,y$ 满足 $5x^2-4xy-y^2=5$,则 $2x^2+y^2$ 的最小值是 \((\qquad)\)
A: $1$
B: $2$
C: $\dfrac 53$
D: $\dfrac 56$
【难度】
【出处】
2017年清华大学THUSSAT测试题
【标注】
  • 方法
    >
    代数处理
    >
    待定系数法
  • 知识点
    >
    代数变形
    >
    代数式的形
    >
    配方
  • 题型
    >
    不等式
    >
    求代数式的最值与范围
【答案】
C
【解析】
考虑到\[5+\lambda (2x^2+y^2)=(5+2\lambda )x^2-4xy+(\lambda -1)y^2,\]令右侧的判别式\[\Delta=16-4(5+2\lambda)(\lambda-1)=0,\]解得 $\lambda =-3$ 或 $\lambda=\dfrac 32$.于是有\[5-3(2x^2+y^2)=-(x+2y)^2\leqslant 0,\]进而可得 $2x^2+y^2\geqslant \dfrac 53$,且等号当 $x=-2y$,即 $(x,y)=\left(\dfrac{2\sqrt{15}}{9},-\dfrac{\sqrt{15}}{9}\right)$ 或 $(x,y)=\left(-\dfrac{2\sqrt{15}}{9},\dfrac{\sqrt{15}}{9}\right)$ 时取得.因此 $2x^2+y^2$ 的最小值为 $\dfrac 53$.
题目 答案 解析 备注
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