以下兩題都曾經(jīng)是國際數(shù)學(xué)競賽題,它們的求解都很簡單,只需要運用初中的知識就可以輕而易舉地加以解決.
第一題:已知:a+2b+3c+4d+5e=30,求 a2+2b2+3c2+4d2+5e2的最小值.
第二題:求方程√x+√(y-1)+ √(z-2)=(x+y+z)/2的實數(shù)解.
先來解答第一題.已知條件是a+2b+3c+4d+5e=30,這里初看是a、b、c、d、e這五個數(shù)的和,而實際上是15個數(shù)的和為30;欲求最小值的代數(shù)式a2+2b2+3c2+4d2+5e2恰好是這15個數(shù)的平方和.我們知道,當(dāng)a、b、c、d、e這15個數(shù)都相等時,這15個數(shù)的平方和最小,此時每個數(shù)都等于它們的平均數(shù)2,因此,如果是填空題或選擇題,馬上就可以得到當(dāng)a=b=c=d=e=2時,a2+2b2+3c2+4d2+5e2的最小值=4+8+12+16+20=60.但作為解答題顯然是不能這樣解答的.怎么辦呢?
設(shè)S= a2+2b2+3c2+4d2+5e2,根據(jù)上述的分析,運用配方法將S化為關(guān)于a-2、b-2、…、e-2平方和的形式,然后利用'任何實數(shù)的平方和都大于或等于0'建立關(guān)于S的不等式求解.
解:設(shè)S= a2+2b2+3c2+4d2+5e2,
則S= [(a-2)2+4a-4]+2 [(b-2)2+4b-4]+3 [(c-2)2+4c-4] +4 [(d-2)2+4d-4] +5 [(e-2)2+4e-4]
=(a-2)2+2(b-2)2+3(c-2)2+4(d-2)2+5(e-2)2+4(a+2b+3c+4d+5e)-4×(1+2+3+4+5)
=(a-2)2+2(b-2)2+3(c-2)2+4(d-2)2+5(e-2)2+4×30-60
=(a-2)2+2(b-2)2+3(c-2)2+4(d-2)2+5(e-2)2+60,
因為(a-2)2+2(b-2)2+3(c-2)2+4(d-2)2+5(e-2)2≥0,
所以S≥60,
所以a2+2b2+3c2+4d2+5e2的最小值為60.
第二題先留給大家思考.
聯(lián)系客服