问题 解答题

若a>0,b>0,a3+b3=2,求证:a+b≤2,ab≤1.

答案

见解析

证明:方法一:因为a>0,b>0,a3+b3=2,所以

(a+b)3-23=a3+b3+3a2b+3ab2-8=3a2b+3ab2-6

=3[ab(a+b)-2]=3[ab(a+b)-(a3+b3)]=

-3(a+b)(a-b)2≤0.

即(a+b)3≤23,又a+b>0,所以a+b≤2,因为2≤a+b≤2,所以ab≤1.

方法二:设a,b为方程x2-mx+n=0的两根,则因为a>0,b>0,所以m>0,n>0,

且Δ=m2-4n≥0. ①

因为2=a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)=(a+b)[(a+b)2-3ab]=m(m2-3n),

所以n=-. ②

将②代入①得m2-4≥0,

≥0,所以-m3+8≥0,即m≤2,所以a+b≤2,

由2≥m得4≥m2,又m2≥4n,所以4≥4n,

即n≤1,所以ab≤1.

方法三:因为a>0,b>0,a3+b3=2,所以2=a3+b3=

(a+b)(a2+b2-ab)≥(a+b)(2ab-ab)=ab(a+b),

于是有6≥3ab(a+b),从而8≥3ab(a+b)+2=3a2b+3ab2+a3+b3=(a+b)3,所以a+b≤2(以下略).

方法四:因为-

=

=≥0,

所以对任意非负实数a,b,有.

因为a>0,b>0,a3+b3=2,所以1=,

所以≤1,即a+b≤2(以下略).

方法五:假设a+b>2,则a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)

=(a+b)[(a+b)2-3ab]≥(a+b)ab>2ab,所以ab<1.

又a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)=(a+b)[(a+b)2-3ab]>2(22-3ab),且a3+b3=2,

所以2>2(4-3ab),因此ab>1,前后矛盾,故a+b≤2(以下略).

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题