专题地图 › 不等式的证明
2025 年江西预赛
有实根约束下系数乘积最大值
F3填空题不等式的证明
正实数 a,b,c 满足 a+b+c=1,且方程
ax2+bx+c=0
有实根,则 abc 的最大值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:321
解析
提示
实根条件给出 ac≤b2/4,而固定 b 后由 a+c=1−b 又有 ac≤(1−b)2/4。
思路
比较这两个上界后只需分 b≤1/2 与 b≥1/2。
解答
判别式非负给出
ac≤4b2.
另一方面,由 a+c=1−b 及均值不等式,
ac≤4(1−b)2.
故
abc≤4bmin{b2,(1−b)2}.
当 0<b≤1/2 时,右端为 b3/4≤1/32;当 1/2≤b<1 时, 右端为 b(1−b)2/4,其导数为
41(1−b)(1−3b)<0,
所以仍不超过 b=1/2 时的 1/32。
取
a=c=41,b=21
时,判别式等于零,且 abc=1/32。因此最大值为
321.
复核
等号组满足 a+b+c=1 且三者均为正;对应方程 41x2+21x+41=0 有重根 −1。
方法总结
系数正且二次方程有实根时,判别式会直接控制首末项乘积。再结合固定和下的乘积上界, 取两个上界的较小者并分界讨论。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
需以b为主参数,将实根条件和a+c固定给出的两条ac上界合并为最小值包络;分界b=1/2清楚,之后各段单调和等号检验均常规。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:均值不等式:拆项与配权
专题卡:正数的和与积互相估计:拆项配平,用基本不等式、恒成立最佳常数与最大最小值:压到边界,比较各段