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
1
3
<a<b,求证:
(9a)b>(9b)a
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,

1
2
)上单调递减,在(
1
2
,1)
上单调递增.        (5分)

x=

1
2
,f(x)min=-1即原式的最小值为-1.(7分)

(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
ln(9b)
b
,(9分)

由已知

1
3
<a<b<
2
3
g(x)=
ln(9x)
x
,x∈(
1
3
2
3
)
(10分)

g′(x)=

1-ln(9x)
x2
,(11分)

1
3
<x<
2
3
,因此3<9x<6,

∴1<ln3<ln(9x)<ln6

∴g'(x)<0(13分)

所以g(x)在(

1
3
2
3
)上单调递减,

∴g(a)>g(b),原不等式得证.                                   (14分)

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