15. 若 $a , b \in R$ ,对 $\forall x \in [ - 2 , 2 ]$ ,均有 $( 2 a + b ) x ^ { 2 } + b x - a - 1 \leqslant 0$ 恒成立,则 $2 a + b$ 的最小值为
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2025_天津卷
15. 若 $a , b \in R$ ,对 $\forall x \in [ - 2 , 2 ]$ ,均有 $( 2 a + b ) x ^ { 2 } + b x - a - 1 \leqslant 0$ 恒成立,则 $2 a + b$ 的最小值为
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用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。
【解答】
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【分析】先设 $t = 2 a + b$ ,根据不等式的形式,为了消a可以取 $\scriptstyle { x = - { \frac { 1 } { 2 } } }$ ,得到 $t { \geq } - 4$ ,验证t=—4时,a,b是否可以取到,进而判断该最小值是否可取即可得到答案.
设 $t = 2 a + b$ ,原题转化为求t的最小值,
原不等式可化为对任意的 $- 2 \leqslant x \leqslant 2 , t x ^ { 2 } + ( t - 2 a ) x - a - 1 \leqslant 0$
不妨代入 $\scriptstyle { x = - { \frac { 1 } { 2 } } }$ ,得 $\frac { 1 } { 4 } t - \frac { 1 } { 2 } \left( t - 2 a \right) - a - 1 \leqslant 0$ ,得 $t { \geq } - 4$
当 $t = - 4$ 时,原不等式可化为 $- 4 x ^ { 2 } + ( - 4 - 2 a ) x - a - 1 \leqslant 0$
即 $- \Bigl [ 2 x + \Bigl ( \frac { 1 } { 2 } a + 1 \Bigr ) \Bigr ] ^ { 2 } + \frac { 1 } { 4 } a ^ { 2 } \leqslant 0$
观察可知,当 $a = 0$ 时, $- ( 2 x + 1 ) ^ { 2 } \leqslant 0$ 对 $- 2 \leqslant x \leqslant 2$ 一定成立,当且仅当 $\scriptstyle { x = - { \frac { 1 } { 2 } } }$ 取等号,此时, $a = 0 , b = - 4$ ,说明 $t = - 4$ 时,a,b均可取到,满足题意,
故 $t = 2 a + b$ 的最小值为-4.
故答案为:-4