В этой статье вы найдете пошаговое решение 8 задачи из ДВИ в МГУ 2016.
Найдите наименьшее значение выражения

и все пары
, при которых оно достигается.
Решение. показать
Вынесем показатель степени за знак логарифма. Так как (по ОДЗ)
получим:

Выделим под каждым корнем полный квадрат:

Введем замену переменной:
![]()
Тогда ![]()
Тогда исходное выражение приобретает такой вид:
(1)
Мы видим под корнем сумму квадратов двух выражений. Квадратный корень из суммы квадратов имеет геометрическую интерпретацию.
Пусть на координатной плоскости Oxy даны две точки
и
. Расстояние между этими точками вычисляется по формуле
![]()

То есть выражение (1) можно интерпретировать как сумму длин трех отрезков.
Вспомним неравенство треугольника: сторона треугольника меньше суммы двух других.

![]()
Для трех произвольных точек это неравенство становится нестрогим, и выполняется равенство, если три точки лежат на одной прямой:

![]()
Неравенство треугольника, сформулированное для векторов, звучит так:
сумма длин двух векторов не меньше длины вектора, равного сумме этих векторов.

![]()
![]()
Знак равенства достигается тогда и только тогда, когда вектора сонаправлены.
Вектора
и
сонаправлены, если их координаты пропорциональны. То есть если выполнено условие:
![]()
Длины векторов соответственно равны:
![]()
Вернемся к выражению ![]()
Первый корень мы можем рассматривать как длину вектора
, где точка
имеет координаты
, а координаты точки
. (Заметим, что точка
может иметь координаты
)
Второй корень мы можем рассматривать как длину вектора
, где точка
имеет координаты
, а координаты точки
. (Или ![]()
Третий корень мы можем рассматривать как длину вектора
, где точка
имеет координаты
, а координаты точки
. (Или
.
В этом случае мы получим такую картинку (пусть
):

При таком расположении векторов нам не удастся найти значения
и
так, чтобы вектора были сонаправлены. Поскольку мы можем некоторым образом варьировать их расположение, рассмотрим такую конфигурацию (здесь вектора "смотрят в одном направлении"):
Итак, координаты векторов
должны быть пропорциональны.
![]()
![]()
Получим систему уравнений:


Отсюда ![]()
Вернемся к исходной переменной:
.
Отсюда
, при условии ![]()
Эти условия выполняются если ![]()
Отсюда ![]()
Значение выражения равно

Ответ: ![]()
И.В. Фельдман, репетитор по математике.

















































