Cho các số thực dương x, y thỏa mãn điều kiện: \(xy+1\leq y\) . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: \(P=\frac{x+y}{\sqrt{x^2-xy+3y^2}}+\frac{2y-x}{6(x+y)}\)
Do \(x > 0, y > 0, xy \leq y-1\) nên \(0< \frac{x}{y}\leq \frac{y-1}{y^2}=\frac{1}{y^2}=\frac{1}{4}-\left ( \frac{1}{y}-\frac{1}{2} \right )^2\leq \frac{1}{4}\) Đặt \(t=\frac{x}{y}\Rightarrow 0< t\leq \frac{1}{4}\). Khi đó \(P=\frac{t+1}{\sqrt{t^2-t+3}}-\frac{t-2}{6t+6}=\frac{t+1}{\sqrt{t^2-t+3}}-\frac{1}{6}+\frac{1}{2(t+1)}\) Ta có \(P'(t)=\frac{7-3t}{2\sqrt{(t^2-t+3)^3}}-\frac{1}{2(t+1)^2}\) Vì \(06; t+1>1\), do đó \(\frac{7-3t}{2\sqrt{(t^2-t+3)^3}}>\frac{7-3}{6\sqrt{3}}>\frac{1}{\sqrt{3}};-\frac{1}{2(t+1)^2}>-\frac{1}{2}\) \(\Rightarrow P'(t)>\frac{1}{\sqrt{3}}-\frac{1}{2}>0\) Vậy P (t) đồng biến trên \(\bigg(0;\frac{1}{4}\bigg]\), suy ra \(P(t)\leq P\left ( \frac{1}{4} \right )=\frac{\sqrt{5}}{3}+\frac{7}{30}\)
Khi \(x=\frac{1}{2};y=2\) thì ta có \(P=\frac{\sqrt{5}}{3}+\frac{7}{30}\Rightarrow MaxP=\frac{\sqrt{5}}{3}+\frac{7}{30}\Leftrightarrow\)\(x=\frac{1}{2};y=2\)