sin与tan的 “同号契约”,三角与对数的 “最值交锋”

已知函数$f(x)=\sin ax\tan bx$($a>0,b>0$),若$f(x)\geq0$恒成立,则$\log_{\sqrt{2}}\frac{a}{1+ab}$的最大值为( )
A. $-2$
B. $-1$
C. $1$
D. $2$

B

【题目】已知函数$f(x)=\sin ax\tan bx$($a>0,b>0$),若$f(x)\geq0$恒成立,则$\log_{\sqrt{2}}\frac{a}{1+ab}$的最大值为( )
A. $-2$
B. $-1$
C. $1$
D. $2$

【答案】B

【解析】因为函数$f(x)\geq0$恒成立,所以$\sin ax$与$\tan bx$同号或为$0$,
则$\sin ax$与$\tan bx$周期相同,即$\frac{2\pi}{a}=\frac{\pi}{b}$,可得$a=2b>0$,
则$\frac{a}{1+ab}=\frac{2b}{1+2b^2}=\frac{2}{\frac{1}{b}+2b}$,
所以$\frac{1}{b}+2b\geq2\sqrt{\frac{1}{b}\cdot2b}=2\sqrt{2}$,则$\frac{2}{\frac{1}{b}+2b}\leq\frac{\sqrt{2}}{2}$,
当且仅当$\frac{1}{b}=2b$,即$b=\frac{\sqrt{2}}{2}$时,等号成立,
所以$\log_{\sqrt{2}}\frac{a}{1+ab}\leq\log_{\sqrt{2}}\frac{\sqrt{2}}{2}=-1$.
故选:B.

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