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2011 年河南预赛 · 第 8 题
F4填空题函数的值域
函数
y=x4+3x2−6x+10−x4−3x2+2x+5
的最大值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:5
解析
思路
把两个根式写成二维向量长度,用三角不等式并验证等号。
解答
有 x4+3x2−6x+10=(x2+1)2+(x−3)2,x4−3x2+2x+5=(x2−2)2+(x+1)2。令 v=(x2−2,x+1)、w=(3,−4),则原式为 ∣v+w∣−∣v∣≤∣w∣=5。取 x=(−3−89)/8,满足 4x2+3x−5=0、x<−1,故 v=t(3,−4),其中 t=−(x+1)/4>0。此时等号成立,所以最大值为 5。
复核
两个根式内都是平方和,第二个不能同时为0,定义域为全体实数。选取负根保证同向而非反向,故确有 ∣v+w∣=∣v∣+∣w∣。
方法总结
根式的四次多项式可尝试拆成两个平方,转为向量长度。
为什么评为 F4(会透露解法方向)
作者独立评为F4:把两个根式写成二维向量长度,用三角不等式并验证等号。 需要多步转换、严格边界及等号构造。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:三角不等式