问题
解答题
设实数a>0,b>0,且满足a+b=1. (1)求alog2a+blog2b的最小值; (2)设
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答案
(1)b=1-a代入得alog2a+(1-a)log2(1-a),
设f(x)=xlog2x+(1-x)log2(1-x)x∈(0,1),(1分)
则f'(x)=log2x+log2e-log2(1-x)-log2e=log2x-log2(1-x);(3分)
令f'(x)>0解得x>
,1 2
∴f(x)在(0,
)上单调递减,在(1 2
,1)上单调递增. (5分)1 2
∴x=
,f(x)min=-1即原式的最小值为-1.(7分)1 2
(2)要证(9a)b>(9b)a,即证ln(9a)b>ln(9b)a
即证bln(9a)>aln(9b),
∵a>0,b>0,
即证
>ln(9a) a
,(9分)ln(9b) b
由已知
<a<b<1 3
设g(x)=2 3
,x∈(ln(9x) x
,1 3
)(10分)2 3
则g′(x)=
,(11分)1-ln(9x) x2
∵
<x<1 3
,因此3<9x<6,2 3
∴1<ln3<ln(9x)<ln6
∴g'(x)<0(13分)
所以g(x)在(
,1 3
)上单调递减,2 3
∴g(a)>g(b),原不等式得证. (14分)