原题
已知 $a>0,\ b>0,\ 2a+b=1$,则 $\frac1a+\frac ab$ 的最小值为?
题意整理
根据原题转写- 条件
- $a,b>0,\quad 2a+b=1$
- 目标
- $\left(\frac1a+\frac ab\right)_{\min}$
已知 $a>0,\ b>0,\ 2a+b=1$,则 $\frac1a+\frac ab$ 的最小值为?
第一项负一次,第二项零次,两项次数不同,目标不是齐次式。
条件表达式 $2a+b$ 是正一次,且 $2a+b=1$;只给第一项乘上它,次数 $(-1)+(+1)=0$,与第二项同为零次。
$\frac1a=\frac{2a+b}{a}=2+\frac ba$,相当于把分子的 $1$ 换成 $2a+b$
$\frac1a+\frac ab=2+\frac ba+\frac ab$
$a,b>0\ \Longrightarrow\ \frac ba>0,\quad\frac ab>0$
$\frac ba\cdot\frac ab=1$
两项的积固定,要求和的最小值;原式还包含常数 $2$。
$\frac ba+\frac ab\ge2\sqrt{\frac ba\cdot\frac ab}=2$
$\frac1a+\frac ab=2+\frac ba+\frac ab\ge2+2=4$
下界已经得到,还需要检查它能否取到。
$\frac ba=\frac ab\ \Longrightarrow\ a^2=b^2$
$a,b>0\ \Longrightarrow\ a=b$
$a=b,\quad 2a+b=1\ \Longrightarrow\ a=b=\frac13$
$a=b=\frac13>0,\quad 2a+b=\frac23+\frac13=1$
$\frac1a+\frac ab=3+1=4$
当 $a=b=\frac13$ 时取到。