Cho ba số thực \(a,b,c\) thay đổi lớn hơn 1 thỏa mãn \(a+b+c=100\). Gọi \(m,n\) là hai nghiệm của phương trình \({{\left( {{\log }_{a}}x \right)}^{2}}-\left( 1+2{{\log }_{a}}b+3{{\log }_{a}}c \right){{\log }_{a}}x-1=0\). Tính \(S=a+2b+3c\) khi \(mn\) đạt giá trị lớn nhất.
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTheo Viet ta có:
\({{\log }_{a}}m+{{\log }_{a}}n=1+2{{\log }_{a}}b+3{{\log }_{a}}c={{\log }_{a}}\left( a{{b}^{2}}{{c}^{3}} \right)\Leftrightarrow mn=a{{b}^{2}}{{c}^{3}}\).
Sử dụng bất đẳng thức AM-GM ta có:
\(mn=a{{b}^{2}}{{\left( 100-a-b \right)}^{3}}=\frac{4}{27}\left( 3a.\frac{3b}{2}.\frac{3b}{2}\left( 100-a-b \right)\left( 100-a-b \right)\left( 100-a-b \right) \right)\)
\(\le \frac{4}{27}{{\left( \frac{3a+2\left( \frac{3b}{2} \right)+3\left( 100-a-b \right)}{6} \right)}^{6}}=\frac{{{625.10}^{8}}}{27}\).
Dấu bằng đạt tại \(3a=\frac{3b}{2}=100-a-b\Leftrightarrow a=\frac{50}{3},b=\frac{100}{3},c=\frac{150}{3}\Rightarrow S=\frac{700}{3}\)