同一骨架 2017 年全国高中数学联赛一试(A 卷) 第 3 题 · P007260
把二次约束改写成带权平方和,目标化为同一组变量的线性组合,便可用配套的柯西不等式求界;取等比例还必须回到原可行范围检查。
前题从椭圆参数下的面积得到两个三角分量;后题通过线性换元分解三元正定二次型,权重由约束决定。
二次型约束下线性式最大值
设 ,且
则 的最大值为。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
约束式 与目标式 关于 完全对称。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
先将二次型中的 按对称和差配方为 ,舍去非负项 后得到关于 与 的二元平方和约束,再用二元柯西不等式即可一步求出最大值。
利用 的对称性,将二次型中的后三项按 与 配方:
代入已知条件并利用 ,得
再对 应用二元柯西不等式:
因此 。 当且仅当 、 且 ,即 , 时,上述不等式全部取等号。故 的最大值为
将 、 代入核验:,,且 ,等号确能取到。
当二次型约束与线性目标对部分变量具有对称性时,优先按对称和 与差 正交配方:差平方项在目标中不出现,直接放缩消去即可降维为二元柯西不等式。
按y与z的对称结构令s=y+z、d=y−z,约束成为5x²+s²+5d²≤1,目标x+s直接用配权柯西。
同一骨架 2017 年全国高中数学联赛一试(A 卷) 第 3 题 · P007260
把二次约束改写成带权平方和,目标化为同一组变量的线性组合,便可用配套的柯西不等式求界;取等比例还必须回到原可行范围检查。
前题从椭圆参数下的面积得到两个三角分量;后题通过线性换元分解三元正定二次型,权重由约束决定。
已记下,谢谢!