问题
解答题
设a是正数,ax+y=2(x≥0,y≥0),记y+3x-
(1)M(a)的表达式;(2)M(a)的最小值. |
答案
(1)设S(x)=y+3x-
x2,将y=2-ax代入消去y,得:1 2
S(x)=2-ax+3x-
x21 2
=-
x2+(3-a)x+21 2
=-
[x-(3-a)]2+1 2
(3-a)2+2(x≥0)1 2
∵y≥0∴2-ax≥0
而a>0∴0≤x≤2 a
下面分三种情况求M(a)
(i)当0<3-a<
(a>0),即2 a
时0<a<3 a2-3a+2>0
解得0<a<1或2<a<3时
M(a)=S(3-a)=
(3-a)2+21 2
(ii)当3-a≥
(a>0)即2 a
时,a>0 a2-3a+2≤0
解得:1≤a≤2,这时
M(a)=S(
)=2-a•+3•2 a
-2 a
•(1 2
)2=-2 a
+2 a2 6 a
(iii)当3-a≤0;即a≥3时
M(a)=S(0)=2
综上所述得:
M(a)=
(3-a)2+2(0<a<1)1 2 -
+2 a2
1≤a≤26 a
(3-a)2+2(2<a<3)1 2 2(a≥3)
(2)下面分情况探讨M(a)的最小值.
当0<a<1或2<a<3时
M(a)=
(3-a)2+2>21 2
当1≤a≤2时
M(a)=-
+2 a2
=-2(6 a
-1 a
)2+3 2 9 2
∵1≤a≤2⇒
≤1 2
≤11 a
∴当
=1 a
时,M(a)取小值,即1 2
M(a)≥M(2)=5 2
当a≥3时,M(a)=2
经过比较上述各类中M(a)的最小者,可得M(a)的最小值是2.