同一骨架 2026 年广州预赛 · P006121
两层最值要按顺序处理:先由第一层极值锁定变量的比例,再留下一个尺度参数;第二层把尺度取倒数后配方,并核对两次取等能同时成立。
前题以齐次比值确定方向;后题由正定二次型上一个线性式的支撑方向确定比例,尺度允许的符号也不同。
对于 ,若非零实数 满足
且使 最大,则
的最小值为。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
本题可只用平方非负与配方,无需矩阵二次型;固定c>0时,余项为零给出的两个相反方向都允许。
想法从哪来:这里有两次极值,先不能把a、b当任意变量直接配方:它们必须先让线性式在椭圆上取到最大绝对值。观察线性式的系数,尝试把原二次型拆成它的平方和一个非负余项,会发现 。这使极值方向一眼可见,余项必须消失。于是只剩一个可正可负的尺度t;再用约束确定c,而不是把c独立优化。最后令尺度的倒数作变量,目标变成开口向上的二次式,配方时还要把等号尺度代回最初的最大值条件。
先在二次型椭圆上确定线性函数取极值时的方向,再用一个尺度参数同时表示 。
记
二次型柯西不等式表明 取最大值时
故可写 ,并由约束得 。于是
在 时等号成立,故最小值为
时 非零且 ; 正是线性函数在椭圆上的支撑方向。
线性式在正定二次型等值面上的极值方向为 ;确定方向后,剩余尺度通常化成一元配方。
先要利用第一层最大值条件锁定a:b=3:2,再把随c变化的第二层目标转为倒数变量二次式;先后优化不能混同。
同一骨架 2026 年广州预赛 · P006121
两层最值要按顺序处理:先由第一层极值锁定变量的比例,再留下一个尺度参数;第二层把尺度取倒数后配方,并核对两次取等能同时成立。
前题以齐次比值确定方向;后题由正定二次型上一个线性式的支撑方向确定比例,尺度允许的符号也不同。
已记下,谢谢!