Xét tất cả các số thực dương \(x;y\) thỏa mãn \(\frac{x+y}{10}+\log \left( \frac{1}{2x}+\frac{1}{2y} \right)=1+2xy\). Khi biểu thức \(\frac{4}{{{x}^{2}}}+\frac{1}{{{y}^{2}}}\) đạt giá trị nhỏ nhất

Chọn C

Ta có

\(\begin{align} & \,\,\,\,\,\,\,\frac{x+y}{10}+\log \left( \frac{1}{2x}+\frac{1}{2y} \right)=1+2xy \\ & \Leftrightarrow \frac{x+y}{10}+\log \left( \frac{x+y}{2xy} \right)=1+2xy \\ & \Leftrightarrow \frac{x+y}{10}+\log \left( x+y \right)-\log \left( 2xy \right)=1+2xy \\ & \Leftrightarrow \log \left( \frac{x+y}{10} \right)+\frac{x+y}{10}=\log \left( 2xy \right)+2xy,\left( * \right) \\ \end{align}\)

Xét hàm số \(f\left( t \right)=\log t+t,\forall t>0\)

Ta có \({f}'\left( t \right)=\frac{1}{t.\ln 10}+1>0,\forall t>0\), suy ra hàm số đồng biến trên \(\left( 0;+\infty  \right)\)

Như vậy \(\left( * \right)\)\( \Leftrightarrow \frac{x+y}{10}=2xy\)\( \Leftrightarrow \frac{1}{x}+\frac{1}{y}=20,\left( ** \right)\)

Xét \(P=\frac{4}{{{x}^{2}}}+\frac{1}{{{y}^{2}}}\)

Ta có

\(\begin{align} & \left( \frac{4}{{{x}^{2}}}+\frac{1}{{{y}^{2}}} \right).\left( \frac{1}{4}+1 \right)\ge {{\left( \frac{2}{x}.\frac{1}{2}+\frac{1}{y}.1 \right)}^{2}} \\ & \Rightarrow P\ge 320 \\ & \Rightarrow \min P=320 \\ \end{align}\)

Dấu “\(=\)” xảy ra khi

\(\begin{array}{l} {\kern 1pt} {\kern 1pt} {\kern 1pt} {\kern 1pt} {\kern 1pt} {\kern 1pt} {\kern 1pt} \left\{ \begin{array}{l} \frac{1}{x} + \frac{1}{y} = 20,\left( {**} \right)\\ \frac{4}{x} = \frac{1}{y} \end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} x = \frac{1}{4}\\ y = \frac{1}{{16}} \end{array} \right. \end{array}\)

Kết luận \(xy=\frac{1}{64}\)