已知3x+y=103x{+}y{=}10,则x2+y2x^{2}{+}y^{2}的最小值为()({ })
A. 110\dfrac{1}{10}
B. 1010
C. 11
D. 100100

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完整解法

1. 将多变量代数式转化为一元二次表达式

由已知条件 3x+y=103x+y=10 可得:
y=10−3xy = 10 - 3x

将 yy 代入目标代数式 x2+y2x^2+y^2 中,消去变量 yy 得:
x2+y2=x2+(10−3x)2x^2+y^2 = x^2 + (10-3x)^2

展开并合并同类项:
x2+y2=x2+100−60x+9x2=10x2−60x+100x^2+y^2 = x^2 + 100 - 60x + 9x^2 = 10x^2 - 60x + 100

2. 利用配方法求二次函数的最小值

对一元二次式 10x2−60x+10010x^2 - 60x + 100 进行配方:
10x2−60x+100=10(x2−6x)+100=10(x−3)2−90+100=10(x−3)2+1010x^2 - 60x + 100 = 10(x^2 - 6x) + 100 = 10(x-3)^2 - 90 + 100 = 10(x-3)^2 + 10

因为对于任意实数 xx,都有 (x−3)2≥0(x-3)^2 \ge 0,
所以当 x=3x = 3(此时 y=1y = 1)时,(x−3)2=0(x-3)^2 = 0,代数式取得最小值 1010。

因此,x2+y2x^2+y^2 的最小值为 1010。
选项中正确的是 B。

答案

B

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