Lời giải:
Áp dụng BĐT AM-GM cho các số dương ta có:
$3x^2+\frac{3}{4}\geq 3x$
$x^2+\frac{1}{8x}+\frac{1}{8x}\geq 3\sqrt[3]{x^2.\frac{1}{8x}.\frac{1}{8x}}=\frac{3}{4}$
Cộng theo vế:
$\Rightarrow 4x^2+\frac{1}{4x}+\frac{3}{4}\geq 3x+\frac{3}{4}$
$\Rightarrow 4x^2+\frac{1}{4x}\geq 3x$
$\Rightarrow M=4x^2+\frac{1}{4x}-3x+2011\geq 2011$
Vậy $M_{\min}=2011$ khi $x=\frac{1}{2}$