已知正数xx,yy满足x+2y=1x+2y=1,则1x+2xy\dfrac{1}{x}+\dfrac{2x}{y}的最小值为 ___.

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完整解法

1. 将待求式中的常数1用已知条件进行代换,转化为齐次式形式

因为正数 x,yx, y 满足 x+2y=1x+2y=1,我们可以将待求式 1x+2xy\dfrac{1}{x}+\dfrac{2x}{y} 中的分子 11 用 x+2yx+2y 进行替换:
1x+2xy=x+2yx+2xy\dfrac{1}{x}+\dfrac{2x}{y} = \dfrac{x+2y}{x}+\dfrac{2x}{y}
展开并整理得:
1+2yx+2xy1+\dfrac{2y}{x}+\dfrac{2x}{y}

2. 应用基本不等式求出非恒定部分的最小值

因为 x,yx, y 均为正数,所以 2yx>0\dfrac{2y}{x} > 0 且 2xy>0\dfrac{2x}{y} > 0。
利用基本不等式 a+b⩾2aba+b \geqslant 2\sqrt{ab}(a,b>0a, b > 0),可得:
2yx+2xy⩾22yx⋅2xy=24=4\dfrac{2y}{x}+\dfrac{2x}{y} \geqslant 2\sqrt{\dfrac{2y}{x} \cdot \dfrac{2x}{y}} = 2\sqrt{4} = 4

3. 结合常数项得出整体最小值,并检验等号成立的条件

因此,有:
1x+2xy⩾1+4=5\dfrac{1}{x}+\dfrac{2x}{y} \geqslant 1+4 = 5
当且仅当 2yx=2xy\dfrac{2y}{x} = \dfrac{2x}{y},即 x2=y2x^2 = y^2 时等号成立。
因为 x,yx, y 均为正数,故等号成立条件为 x=yx=y。
联立 x+2y=1x+2y=1,解得 x=y=13x=y=\dfrac{1}{3},满足正数要求。
所以,1x+2xy\dfrac{1}{x}+\dfrac{2x}{y} 的最小值为 55。

答案

5

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