每日一题[959]代数式的最值

已知$a,b>0$且$a^2-b+4\leqslant 0$,则$u=\dfrac{2a+3b}{a+b}$(  )

A.有最大值$\dfrac{14}{5}$
B.有最小值$\dfrac{14}5$
C.没有最小值
D.有最大值$3$


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正确答案是B.

分析与解 根据题意,有$b\geqslant a^2+4$,而\[u=3-\dfrac{a}{a+b},\]有$u<3$且当$a\to 0$时,$u\to 3$,因此$u$没有最大值.另一方面,$u$随着$b$的增大而增加,因此\[u\geqslant 3-\dfrac{a}{a+a^2+4}=3-\dfrac{1}{a+\dfrac 4a+1}\geqslant 3-\dfrac{1}{2\sqrt{a\cdot \dfrac 4a}+1}=\dfrac{14}5,\]等号当且仅当$a=2$,$b=8$时取得.因此$u$的最小值为$\dfrac{14}5$.

其他方法 因为$b>0$,可令$t=\dfrac ab$,于是$u$可以写成$$u=\dfrac {2t+3}{t+1}=2+\dfrac 1{t+1}.$$因为$b\geqslant a^2+4$,所以$$0<t=\dfrac ab\leqslant \dfrac a{a^2+4}=\dfrac 1{a+\frac 4a}\leqslant \dfrac 14,$$所以$u\in\left[\dfrac {14}5,3\right)$.

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