每日一题[3525]消灭根号

2024年清华大学强基计划数学试题(回忆版)#5

已知 $a,b,c\geqslant 0$,$f(a, b, c)=\sqrt{\dfrac{a}{b+c}}+\sqrt{\dfrac{b}{a+c}}+\sqrt{\dfrac{c}{a+b}}$,则(       )

A.$f(a,b,c)$ 的最大值为 $\dfrac{3}{\sqrt 2}$

B.$f(a,b,c)$ 的最小值为 $2$

C.$f(a,b,c)$ 没有最大值

D.$f(a,b,c)$ 没有最小值

答案    BC.

解析    当 $a,b\to 0$,$c=1$ 时,有 $f(a,b,c)\to +\infty$,于是 $f(a,b,c)$ 没有最大值.不妨设 $a\geqslant b\geqslant c$.

情形一     $c=0$.此时\[f(a,b,c)=\sqrt{\dfrac ab}+\sqrt{\dfrac ba}\geqslant 2,\]等号当 $a=b$ 且 $b>0$ 时取得,因此 $m$ 的最小值为 $2$.

情形二     $c>0$.此时\[\begin{split} f(a,b,c)&=\dfrac{a}{\sqrt{a(b+c)}}+\dfrac{b}{\sqrt{b(c+a)}}+\dfrac c{\sqrt{c(a+b)}}\\ &\geqslant \dfrac{2a}{a+b+c}+\dfrac{2b}{b+c+a}+\dfrac{2c}{c+a+b}\\ &=2,\end{split}\]且等号无法取得.

综上所述,$f(a,b,c)$ 没有最大值,最小值为 $2$.

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