题目
If a + b = 10, what is the maximum value of ?
解析
如果\(a + b=10\),\(a^{3}\times b^{2}\)的最大值是多少?
这道题是典型的**用均值不等式(AM≥GM)求最值**的问题:
因为指数是 \(a^3\)、\(b^2\),所以要把 \(a\) 分成 **3 份**,\(b\) 分成 **2 份**,
再对这 **5 个正数** 用 **算术平均 ≥ 几何平均**。
1. 设
\[
\frac{a}{3}+\frac{a}{3}+\frac{a}{3}+\frac{b}{2}+\frac{b}{2}=a+b=10
\]
2. 对这 5 项用 AM ≥ GM:
\[
\frac{\frac{a}{3}+\frac{a}{3}+\frac{a}{3}+\frac{b}{2}+\frac{b}{2}}{5}
\ge
\sqrt[5]{\left(\frac{a}{3}\right)^3\left(\frac{b}{2}\right)^2}
\]
3. 左边就是 \(\dfrac{10}{5}=2\),所以:
\[
2\ge \sqrt[5]{\frac{a^3b^2}{3^3\cdot 2^2}}
\]
4. 两边 5 次方:
\[
2^5\ge \frac{a^3b^2}{3^3\cdot 2^2}
\]
5. 移项得:
\[
a^3b^2\le 2^5\cdot 3^3\cdot 2^2=3456
\]
当且仅当
\[
\frac{a}{3}=\frac{b}{2}
\]
结合 \(a+b=10\),解得:
\[
a=6,\;b=4
\]
此时
\[
a^3b^2=6^3\cdot4^2=216\times16=3456
\]