Biết rằng \(a\) là số thực dương sao cho bất đẳng thức \({3^x} + {a^x} \ge {6^x} + {9^x}\) đúng với mọi số thực \(x.\) Mệnh đề nào sau đây đúng?
Phương pháp giải
Đưa về khảo sát hàm một biến và biện luận để bất phương trình đúng với mọi x
Lời giải của Tự Học 365
Ta có ${3^x} + {a^x} \ge {6^x} + {9^x} \Leftrightarrow f\left( x \right) = {3^x} + {a^x} - {6^x} - {9^x} \ge 0;\,\,\forall x \in \mathbb{R}.$
Xét $f\left( x \right) = {3^x} + {a^x} - {6^x} - {9^x}$ trên $\mathbb{R},$ có:
$f'\left( x \right) = {3^x}.\ln 3 + {a^x}.\ln a - {6^x}.\ln 6 - {9^x}.\ln 9;$ \(f''\left( x \right) = {3^x}{\ln ^2}3 + {a^x}{\ln ^2}a - {6^x}{\ln ^2}6 - {9^x}{\ln ^2}9\)
Dễ thấy \(f\left( 0 \right) = 0\) nên \(f\left( x \right) \ge 0,\forall x \in R \Leftrightarrow f\left( x \right) \ge f\left( 0 \right),\forall x \in R\)
Điều này cũng có nghĩa \(x = 0\) là điểm cực tiểu của hàm số.
$ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}f'\left( 0 \right) = 0\\f''\left( 0 \right) > 0\end{array} \right.$ $ \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}\ln a = \ln \dfrac{{6\,\, \times \,\,9}}{3}\\{\ln ^2}3 + {\ln ^2}a - {\ln ^2}6 - {\ln ^2}9 > 0\end{array} \right.\,$ $ \Leftrightarrow a = 18$
Đáp án cần chọn là: b
Toán Lớp 12