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⩽5,可得:
1⩽x⩽3 且 3⩽y⩽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⩽8,故 A 正确;
对于 C 选项:
由 3⩽y⩽5 可得 −5⩽−y⩽−3。
将 1⩽x⩽3 与 −5⩽−y⩽−3 相加得到:
1−5⩽x−y⩽3−3⟹−4⩽x−y⩽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+x1+y16=(x+x1)+(y+y16)
因为 1⩽x⩽3,3⩽y⩽5,根据基本不等式有:
x+x1⩾2x⋅x1=2
当且仅当 x=x1,即 x=1 时等号成立,且 1∈[1,3];
y+y16⩾2y⋅y16=8
当且仅当 y=y16,即 y=4 时等号成立,且 4∈[3,5]。
由于两个等号成立的条件 x=1 和 y=4 可以同时满足,
所以 x+y+x1+y16 的最小值为 2+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+y1)(y+x4)=xy+xy4+5
利用基本不等式,若不考虑取值范围,有:
xy+xy4⩾2xy⋅xy4=4
此时整个代数式的最小值为 4+5=9。
但等号成立的条件是 xy=xy4⟹(xy)2=4⟹xy=2。
然而,由于 1⩽x⩽3 且 3⩽y⩽5,可得 xy 的取值范围为 [3,15]。
因为 2∈/[3,15],所以 xy=2 无法取得,即等号不能成立。
因此,最小值的取值应在 xy=3 时取得,其最小值大于 9,故 D 错误。
综上所述,正确的选项为 AB。