易混 2022 年北京预赛 · P006787
向量三角不等式的同一个方向,可以服务于两种不同最值:它给组合向量的模一个上界,也给各向量模的和一个下界。先辨清题目要求哪一边,并把带负系数的组合方向与取等同向条件对应好。
前题在加权范数下两向量的模固定,通过反向原向量实现最大组合模;后题把循环根式编码为欧氏向量长度,通过同向分量合并得到最小长度和。
加权范数的最值
泛函分析中,范数是向量“长度”的推广,是该领域的基础概念。现定义平面向量 的“Rickie 范数”:
设 分别为椭圆
上两点,记 ,则
的最大值为。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
两条椭圆恰好是所给范数下的等距曲线,所以 的范数固定。
分子直接使用该范数的三角不等式,并检查反向共线时能否在两条椭圆上同时取到等号。
由 所在椭圆的方程,
故
由范数的三角不等式与齐次性,
因此原式不超过
取
时,两点分别在给定的两条椭圆上,且
所以等号可以取得。最大值为
所给函数来自内积
因而确实满足三角不等式。构造的两个点使 与 同向, 正是三角不等式的等号情形。
看到形如 的加权范数及同轴椭圆时,应先把椭圆识别为范数球。 目标中的线性组合再用三角不等式估计,并通过共线方向检验上界能否达到。
定义中的x²+2y²在两椭圆上分别恒为16和36,伸缩后直接使用三角不等式,并取反向共线的两点达到上界。
易混 2022 年北京预赛 · P006787
向量三角不等式的同一个方向,可以服务于两种不同最值:它给组合向量的模一个上界,也给各向量模的和一个下界。先辨清题目要求哪一边,并把带负系数的组合方向与取等同向条件对应好。
前题在加权范数下两向量的模固定,通过反向原向量实现最大组合模;后题把循环根式编码为欧氏向量长度,通过同向分量合并得到最小长度和。
已记下,谢谢!