1. 将 $a=0$ 时的等式变形,转化为常数和式形式
当 a=0 时,已知等式为 2x+y=xy。
由于 x,y 为正数,等式两边同除以 xy,可得:
y2+x1=1
2. 利用“乘1法”和基本不等式求出当 $a=0$ 时 $x+y$ 的最小值
由上步,我们可以将 x+y 展开变形为:
x+y=(x+y)⋅1=(x+y)(y2+x1)=3+y2x+xy
由于 x,y>0,应用基本不等式得:
y2x+xy⩾2y2x⋅xy=22
所以:
x+y⩾3+22
当且仅当 y2x=xy 且 y2+x1=1,即 x=1+2,y=2+2 时,等号成立。
因此,当 a=0 时,x+y 的最小值为 3+22。
3. 当 $a=-2$ 时,将等式因式分解并确定自变量 $x$ 的范围
当 a=−2 时,等式为 2x+y=xy−2。
移项并整理:
xy−2x−y=2⟹(x−1)(y−2)=4
由于 x,y 为正数,若 0<x⩽1,则 x−1⩽0。
因为 (x−1)(y−2)=4,所以必有 y−2<0,即 y<2。
由 y−2=x−14 且 x−1∈(−1,0] 得 y−2⩽−4⟹y⩽−2,这与 y>0 矛盾。
因此必有 x>1,从而 x−1>0 且 y−2>0。
由此可解得:
y=2+x−14
4. 利用基本不等式求出当 $a=-2$ 时 $x+y$ 的最小值
将 y 代入 x+y 中:
x+y=x+2+x−14=(x−1)+x−14+3
因为 x>1,则 x−1>0。
由基本不等式得:
(x−1)+x−14⩾2(x−1)⋅x−14=4
所以:
x+y⩾4+3=7
当且仅当 x−1=x−14,即 x=3 时等号成立。此时 y=4>0,符合题意。
因此,当 a=−2 时,x+y 的最小值为 7。