专题地图 › 不等式的证明
2009 年天津预赛 · 第 1 题
F2填空题不等式的证明
设 a,b,c 为实数,且满足
a+b+c=15,a2+b2+c2=100.
则 a 的最大值和最小值的积为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:25/3
解析
思路
固定一个变量后,对另外两个的和与平方和使用柯西确定端点。
解答
有 b+c=15−a,b2+c2=100−a2,所以 (15−a)2≤2(100−a2),即 3a2−30a+25≤0。端点分别是 5±56/3,两者都可取 b=c=(15−a)/2 实现。因此最大值与最小值的积为该二次式两根积,即 25/3。
复核
在端点反代,和及平方和均满足原式,所以根界不是只有必要性。原变量可为任意实数,证明没有暗加正性。
方法总结
剩余两变量在指定和下的最小平方和给出目标变量的精确可行边界。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
固定一个变量后用另两变量的平方和约束推导可行二次区间,再回构造两个极值端点。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:柯西不等式与投影、韦达定理:根的整体关系
专题卡:平方和与线性式、分式和互相估计:用柯西不等式