同一骨架 2023 年贵州预赛 · P006695
环上相邻绝对差之和可以看成总变差,先利用环的闭合结构,再结合归一化约束取界。若原式是相邻最小值之和,可先用精确恒等式转成这一对象。
前题固定平方和,借符号对偶和奇环的切换次数求上界;后题固定零和及最小值,利用从谷到峰再返回的总路程求下界。
(1)若实数 满足 ,求证
(2)若 个实数 满足
求
的最大值。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
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先回想这道题的想法,再试试当前题。
绝对值的符号表示 ;有限个符号选择可逐个用柯西界住。环路回到原符号需偶数次翻转。
想法从哪来:三个变量时把最大与最小排好序,绝对差和就是两倍跨度;长环却不能任意重排,因为相邻关系会变。改用每个绝对值等于两种符号线性式的最大值,把绝对值和写成某一组符号下的线性函数。循环整理后每个变量的系数是相邻符号之差,只有零或正负二;柯西上界因此只由符号切换次数决定。环上切换总数必须是偶数,奇数个位置不可能全部交替,正好比偶环少一次。取一组只留一个不切换位置的符号,再让变量向量沿系数向量单位化,可同时验证平方和约束与上界取等。
第一问可按大小排序化为最大值与最小值之差。第二问使用绝对值的符号表示,把问题转成奇数环上符号变化次数的最大值。
(1)不妨设 ,则左端为 。由
得到所证不等式。取 时取等。
(2)令 ,并约定 。由 ,
其中下标循环。对固定符号组,柯西不等式给出上界
若环上有 处符号改变,则此值为 。环上的改变次数必为偶数;因 为奇数,最多只能有 处改变。因此总和不超过
取一组仅有一对相邻符号相同、其余均交替的 ,并令向量 与 同向且单位化,即可取等。故最大值为
奇环的符号变化次数为偶数且不能等于奇数 ,故最大值确为 ;所给单位化构造的平方和为 ,并使柯西不等式取等。
环形绝对差之和是离散全变差。用符号对偶化后,其最值由环上最多能出现多少次正负号切换决定。
三元问由排序解决,推广问需把绝对值改成符号最大化,并识别奇环最多2022次变号后构造相容的柯西等号。
同一骨架 2023 年贵州预赛 · P006695
环上相邻绝对差之和可以看成总变差,先利用环的闭合结构,再结合归一化约束取界。若原式是相邻最小值之和,可先用精确恒等式转成这一对象。
前题固定平方和,借符号对偶和奇环的切换次数求上界;后题固定零和及最小值,利用从谷到峰再返回的总路程求下界。
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