同一骨架 2017 年安徽预赛 第 5 题 · P010550
已知若干向量组合的模长时,可把这些组合作为新的固定长度向量,再反解目标。原来的多向量问题便只剩一个交叉点积或夹角,方向取等还须反向还原检验。
前题最后同时优化两个模长,并要保留原向量非零;后题目标本身化成一个点积的线性式,允许共线方向取等。
两个单位向量线性组合的模长最值
已知 为非零向量,且
则
的最大值为。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
把 与 看成两个单位向量, 则原式成为 。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
用后一个模长作变量, 两个模之间有一个简单的二次关系。
令
则 ,且 。设
若 为 的夹角,则
另一方面,
于是原式等于
由柯西不等式,
所以原式不超过 。当
即 时取等号;此时相应的 可以由两个单位向量实现。故最大值为
等号时 ,故 非零,满足原题要求。 把 代回可得两项分别为 与 ,和确为 。
若两个向量组合的模都固定,可把它们重新命名为单位向量,再选“和或差的模”作一元变量。 模平方之间常由数量积消元,最后用柯西不等式同时完成上界与等号验证。
把m和m+n作为两个单位向量,选它们的差长t消去夹角,再配出平方和恒为9的柯西上界并验证可达夹角。
同一骨架 2017 年安徽预赛 第 5 题 · P010550
已知若干向量组合的模长时,可把这些组合作为新的固定长度向量,再反解目标。原来的多向量问题便只剩一个交叉点积或夹角,方向取等还须反向还原检验。
前题最后同时优化两个模长,并要保留原向量非零;后题目标本身化成一个点积的线性式,允许共线方向取等。
已记下,谢谢!