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2015 年山西预赛 · 第 7 题
F2填空题函数的值域
设 a=3x+1+3y+1+3z+1,其中 x+y+z=1,x,y,z≥0,则 [a]=。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:4
解析
解答
由 x,y,z≥0 及和为1,各变量均在 [0,1]。对 0≤t≤1,1+3t−(1+t)2=t(1−t)≥0,所以 1+3t≥1+t。三式相加得 a≥4。柯西不等式又给
a2≤3[(1+3x)+(1+3y)+(1+3z)]=18<25.
故 4≤a<5,整数部分 [a]=4。
复核
下界在(1,0,0)及排列处取得;上界为3sqrt(2),在三变量均1/3时取得且小于5。
方法总结
求整数部分不必先求全值域,但夹逼应覆盖整个定义域。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
需整数部分只需将根式和夹在相邻整数之间。 需完成转化、求解及边界反验。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:作差后证明非负、柯西不等式与投影
专题卡:带根式的和求范围:配成平方和,或平方后看乘积