设a>0a>0,b>0b>0,若3\sqrt{3}是3a3^{a}与3b3^{b}的等比中项,则1a+1b\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}最小值为()(\quad)
A. 44
B. 33
C. 11
D. 14\dfrac{1}{4}

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完整解法

1. 根据等比中项和指数运算性质求出 $a+b$ 的值

因为 3\sqrt{3} 是 3a3^{a} 与 3b3^{b} 的等比中项,且 a>0a>0,b>0b>0,
所以 3a⋅3b=(3)2=33^{a} \cdot 3^{b} = (\sqrt{3})^{2} = 3。
根据指数幂的运算法则,得 3a+b=313^{a+b} = 3^{1},
所以 a+b=1a+b = 1。

2. 利用基本不等式求出 $\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}$ 的最小值

由于 a>0a>0,b>0b>0 且 a+b=1a+b=1,
我们将 1a+1b\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b} 变形为:
1a+1b=(a+b)(1a+1b)=1+ba+ab+1=2+ba+ab\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b} = (a+b)\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}\right) = 1 + \dfrac{b}{a} + \dfrac{a}{b} + 1 = 2 + \dfrac{b}{a} + \dfrac{a}{b}
因为 a>0,b>0a>0, b>0,所以 ba>0\dfrac{b}{a} > 0,ab>0\dfrac{a}{b} > 0。
由基本不等式得:
ba+ab⩾2ba⋅ab=2\dfrac{b}{a} + \dfrac{a}{b} \geqslant 2\sqrt{\dfrac{b}{a} \cdot \dfrac{a}{b}} = 2
当且仅当 ba=ab\dfrac{b}{a} = \dfrac{a}{b},即 a=b=12a=b=\dfrac{1}{2} 时,等号成立。
因此,1a+1b⩾2+2=4\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b} \geqslant 2+2=4。
所以 1a+1b\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b} 的最小值为 44。
故正确选项为 A。

答案

A

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