若1⩽x⩽3⩽y⩽51\leqslant x\leqslant 3\leqslant y\leqslant 5,则()(\quad)
A. 4⩽x+y⩽84\leqslant x+y\leqslant 8
B. x+y+1x+16yx+y+\dfrac{1}{x}+\dfrac{16}{y}的最小值为1010
C. −2⩽x−y⩽0-2\leqslant x-y\leqslant 0
D. (x+1y)(y+4x)(x+\dfrac{1}{y})(y+\dfrac{4}{x})的最小值为99

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

1. 确定 $x$ 和 $y$ 的取值范围,并分析 A、C 两个选项。

由已知 1⩽x⩽3⩽y⩽51\leqslant x\leqslant 3\leqslant y\leqslant 5,可得:
1⩽x⩽31\leqslant x\leqslant 3 且 3⩽y⩽53\leqslant y\leqslant 5。

对于 A 选项:
将两个不等式同向相加得到:
1+3⩽x+y⩽3+5  ⟹  4⩽x+y⩽81+3 \leqslant x+y \leqslant 3+5 \implies 4\leqslant x+y\leqslant 8,故 A 正确;

对于 C 选项:
由 3⩽y⩽53\leqslant y\leqslant 5 可得 −5⩽−y⩽−3-5\leqslant -y\leqslant -3。
将 1⩽x⩽31\leqslant x\leqslant 3 与 −5⩽−y⩽−3-5\leqslant -y\leqslant -3 相加得到:
1−5⩽x−y⩽3−3  ⟹  −4⩽x−y⩽01-5 \leqslant x-y \leqslant 3-3 \implies -4\leqslant x-y\leqslant 0,故 C 错误。

2. 分析 B 选项,求代数式 $x+y+\dfrac{1}{x}+\dfrac{16}{y}$ 的最小值并验证等号成立条件。

对代数式进行分组:
x+y+1x+16y=(x+1x)+(y+16y)x+y+\dfrac{1}{x}+\dfrac{16}{y} = \left(x+\dfrac{1}{x}\right) + \left(y+\dfrac{16}{y}\right)
因为 1⩽x⩽31\leqslant x\leqslant 3,3⩽y⩽53\leqslant y\leqslant 5,根据基本不等式有:
x+1x⩾2x⋅1x=2x+\dfrac{1}{x} \geqslant 2\sqrt{x \cdot \dfrac{1}{x}} = 2
当且仅当 x=1xx = \dfrac{1}{x},即 x=1x=1 时等号成立,且 1∈[1,3]1 \in [1, 3];
y+16y⩾2y⋅16y=8y+\dfrac{16}{y} \geqslant 2\sqrt{y \cdot \dfrac{16}{y}} = 8
当且仅当 y=16yy = \dfrac{16}{y},即 y=4y=4 时等号成立,且 4∈[3,5]4 \in [3, 5]。

由于两个等号成立的条件 x=1x=1 和 y=4y=4 可以同时满足,
所以 x+y+1x+16yx+y+\dfrac{1}{x}+\dfrac{16}{y} 的最小值为 2+8=102 + 8 = 10,故 B 正确。

3. 分析 D 选项,通过展开、基本不等式和定义域限制判断其最小值的正确性。

将代数式展开:
(x+1y)(y+4x)=xy+4xy+5\left(x+\dfrac{1}{y}\right)\left(y+\dfrac{4}{x}\right) = xy + \dfrac{4}{xy} + 5
利用基本不等式,若不考虑取值范围,有:
xy+4xy⩾2xy⋅4xy=4xy + \dfrac{4}{xy} \geqslant 2\sqrt{xy \cdot \dfrac{4}{xy}} = 4
此时整个代数式的最小值为 4+5=94+5=9。
但等号成立的条件是 xy=4xy  ⟹  (xy)2=4  ⟹  xy=2xy = \dfrac{4}{xy} \implies (xy)^2 = 4 \implies xy = 2。

然而,由于 1⩽x⩽31\leqslant x\leqslant 3 且 3⩽y⩽53\leqslant y\leqslant 5,可得 xyxy 的取值范围为 [3,15][3, 15]。
因为 2∉[3,15]2 \notin [3, 15],所以 xy=2xy=2 无法取得,即等号不能成立。
因此,最小值的取值应在 xy=3xy=3 时取得,其最小值大于 99,故 D 错误。

综上所述,正确的选项为 AB。

答案

AB

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1用同样长的绳子分别围长方形、正方形、圆,面积从小到大的排列是()(\quad) A. 圆<<正方形<<长方形 B. 正方形<<长方形<<圆 C. 圆>>正方形>>长方形 D. 长方形<<正方形<<…
  2. 2已知f(x)=∣2x+1∣+∣x−1∣.(Ⅰ)f(x)=\left|2x+1\right|+\left|x-1\right|.(Ⅰ)求f(x)f(x)在[−1,1][-1,1]上的最大值mm及最小值nn; (Ⅱ)(Ⅱ)在(Ⅰ)(Ⅰ)的条件下,设a,b∈Ra,b\in R…
  3. 3在△ABC\triangle ABC中,设边aa,bb,cc所对的角为AA,BB,CC,且AA,BB,CC都不是直角,(bc−8)cos⁡A+accos⁡B=a2−b2(bc-8)\cos A+ac\cos B=a^{2}-b^{2}…
  4. 4已知椭圆CC :x2a2+y2b2=1(a>b>0)\dfrac{x^{2}}{a^{2}}+\dfrac{y^{2}}{b^{2}}=1(a>b>0) 的焦点FF 在直线x+y−1=0x+y-1=0 上,离心率为22.(1)\dfrac{\sqrt[]{2}}{2}.(1)…
  5. 5已知nn行nn列(n⩾2)\left(n\geqslant 2\right)的数表A=(a11a12⋅⋅⋅a1na21a22⋅⋅⋅a2n⋮⋮⋱⋮an1an2⋅⋅⋅ann)A=\left(\begin{matrix}{{a}_{11}}&{{a}_{12}}&\cdot\cdot\cdot&{{a}_{1n}}\\ {{a}_{21}}&{{a}_{22}}&\cdot\cdot\cdot&{{a}_{2n}}\\ \vdots &\vdots&\ddots&\vdots\\ {{a}_{n1}}&{{a}_{n2}}&\cdot\cdot\cdot&{{a}_{nn}}\\\end{matrix}\right)…