专题地图 › 不等式的证明
2011 年湖北预赛 · 第 6 题
F2填空题不等式的证明
对一切满足 ∣x∣+∣y∣≤1 的实数 x,y,不等式
2x−3y+23+∣y−1∣+∣2y−x−3∣≤a
恒成立,则实数 a 的最小值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:23/2
解析
思路
条件控制的是绝对值总和,可逐项用三角不等式把左端压成同一总和的倍数;这种估计可能偏松,所以一定再找一个合法点让每一步同时取等,才算确定最小上界。
解答
对所有允许的 (x,y),
2x−3y+23+∣y−1∣+∣2y−x−3∣≤2∣x∣+3∣y∣+23+∣y∣+1+2∣y∣+∣x∣+3=3∣x∣+6∣y∣+211≤6(∣x∣+∣y∣)+211≤223.
取 (x,y)=(0,−1),则 ∣x∣+∣y∣=1,原左端为
29+∣−2∣+∣−5∣=223.
所以任何恒成立的上界必须满足 a≥23/2,上述估计又证明此条件充分。
故 a 的最小值为 23/2,不需扩充为凸函数或线性规划方法。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
全称参数上界可逐项三角估计,但各次放宽必须能在同一个允许点同时取等;先给统一上界,再用该点证明任何更小参数都失败。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:三角不等式
专题卡:根式里有平方和:看成距离来估计