已知实数a>1a>1,则1a−1+a\dfrac{1}{a-1}+a的最小值是 ___.

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完整解法

1. 变形代数式,凑出可利用基本不等式的结构

因为 a>1a > 1,所以 a−1>0a - 1 > 0。
为了利用基本不等式求最值,需要构造积为定值的两项。将原式进行恒等变形:
1a−1+a=1a−1+(a−1)+1\dfrac{1}{a-1} + a = \dfrac{1}{a-1} + (a-1) + 1

2. 运用基本不等式求解最值并检验等号成立的条件

因为 a−1>0a - 1 > 0,由基本不等式 x+y⩾2xyx + y \geqslant 2\sqrt{xy}(x,y>0x, y > 0)可得:
1a−1+(a−1)⩾21a−1⋅(a−1)=2\dfrac{1}{a-1} + (a-1) \geqslant 2\sqrt{\dfrac{1}{a-1} \cdot (a-1)} = 2
当且仅当 1a−1=a−1\dfrac{1}{a-1} = a-1,即 (a−1)2=1(a-1)^2 = 1 时等号成立。
因为 a>1a > 1,所以 a−1=1a-1 = 1,即 a=2a = 2 时,等号可以取到。
因此,原式可得:
1a−1+(a−1)+1⩾2+1=3\dfrac{1}{a-1} + (a-1) + 1 \geqslant 2 + 1 = 3
所以 1a−1+a\dfrac{1}{a-1}+a 的最小值是 33。

答案

3

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