题目内容

2.已知a>0,b>0,a3+b3=2.证明:
(1)(a+b)(a5+b5)≥4;
(2)a+b≤2.

分析 (1)由柯西不等式即可证明,
(2)由a3+b3=2转化为$\frac{(a+b)^{3}-2}{3(a+b)}$=ab,再由均值不等式可得:$\frac{(a+b)^{3}-2}{3(a+b)}$=ab≤($\frac{a+b}{2}$)2,即可得到$\frac{1}{4}$(a+b)3≤2,问题得以证明.

解答 证明:(1)由柯西不等式得:(a+b)(a5+b5)≥($\sqrt{a•{a}^{5}}$+$\sqrt{b•{b}^{5}}$)2=(a3+b32≥4,
当且仅当$\sqrt{a{b}^{5}}$=$\sqrt{b{a}^{5}}$,即a=b=1时取等号,
(2)∵a3+b3=2,
∴(a+b)(a2-ab+b2)=2,
∴(a+b)[(a+b)2-3ab]=2,
∴(a+b)3-3ab(a+b)=2,
∴$\frac{(a+b)^{3}-2}{3(a+b)}$=ab,
由均值不等式可得:$\frac{(a+b)^{3}-2}{3(a+b)}$=ab≤($\frac{a+b}{2}$)2
∴(a+b)3-2≤$\frac{3(a+b)^{3}}{4}$,
∴$\frac{1}{4}$(a+b)3≤2,
∴a+b≤2,当且仅当a=b=1时等号成立.

点评 本题考查了不等式的证明,掌握柯西不等式和均值不等式是关键,属于中档题

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