垫脚石(此题 → 相关题) 2023 年上海高中数学竞赛(高三卷) · P006758
先在纯代数条件下看清“线性式固定时,向量长度怎样最小”,再到内接图形中寻找同一种约束。几何题的顶点落边条件会产生线性关系,而待求面积转成长度平方;系数方向与取等方向的匹配是共同关键。
前题直接给线性约束,后题需要先通过坐标和固定旋转把几何条件译成线性约束。
设 ,则 的最小值为。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
这是固定向量投影时模长的最小值,直接用柯西不等式。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
故 。当 时等号成立,所以最小值为 。
代入线性条件得 ,平方和为 。
固定线性组合求平方和最小值,等价于求原点到超平面的距离。
直接把线性条件平方套入柯西,系数平方和为10,等号方向由系数向量给出。
垫脚石(此题 → 相关题) 2023 年上海高中数学竞赛(高三卷) · P006758
先在纯代数条件下看清“线性式固定时,向量长度怎样最小”,再到内接图形中寻找同一种约束。几何题的顶点落边条件会产生线性关系,而待求面积转成长度平方;系数方向与取等方向的匹配是共同关键。
前题直接给线性约束,后题需要先通过坐标和固定旋转把几何条件译成线性约束。
同一骨架 2013 年湖南预赛 第 3 题 · P009674
两题都是线性约束下的平方和最小值。先把所有可行系数在系数空间中看成一个仿射集合,沿自由方向完成平方或作正交分解;最短点必须与自由方向正交,且要代回原线性约束验证取等。
一题有两个坐标约束,三系数剩一维自由;另一题只有一个线性约束,柯西可直接给出到超平面的距离。
易混 2026 年山东预赛 · P006165
两题都可把数据视为欧氏向量,用数量积与平方模的同一不等式建立精确界。循环移动保平方模,于是控制相关量的上界;固定线性组合则固定了投影,反过来控制平方模的下界。
固定模求内积最大与固定内积求模最小,优化方向不同;循环块还要覆盖全零情形及对所有数列成立的位移,不能只套一个等号比例。
已记下,谢谢!