Вопрос № 142085: Помогите решить 2 задачи,пожалуйста, вот условия: 1.числа а,в,с таковы что а^2+в^2+с^2=2. Какое наибольшее значение может принимать выражение 2а+в-с. 2.доказать неравенство авс>=(а+в-с)*(в+с-а)*(с+а-с)....
Вопрос № 142.085
Помогите решить 2 задачи,пожалуйста, вот условия: 1.числа а,в,с таковы что а^2+в^2+с^2=2. Какое наибольшее значение может принимать выражение 2а+в-с.
Отправлен: 24.08.2008, 11:07
Вопрос задал: Recount (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Lang21
Здравствуйте, Recount!
Решение задачи 1. Пусть a, b, c - оси декартовых координат. Тогда а^2+b^2+с^2=2 - уравнение сферы с центром в начале координат и радиусом sqrt(2) (sqrt - корень квадратный); 2a+b-c=D - уравнение плоскости. Вектор (2, 1, -1), составленный из коэффициентов в уравнении плоскости, как известно, перпендикулярен ей. Величина D (с точностью до знака) была бы равна расстоянию плоскости до начала координат, если бы этот вектор был единичной длины. Поэтому, разделив
обе части уравнения на модуль вектора (2, 1 -1), равный sqrt(2^2+1^2+(-1)^2) = sqrt(6), получим в правой части расстояние плоскости до начала координат: d = |D/sqrt(6)|. Очевидно, D максимально, когда это расстояние равно радиусу сферы, и D положительно: D/sqrt(6) = sqrt(2), откуда находим D = sqrt(2)*sqrt(6) = 2*sqrt(3).
Замечание. Задачу можно также решить другим способом, воспользовавшись методом неопределённых множителей Лагранжа.
Решение задачи 2. Докажем неравенство аbс>=(а+b-с)*(b+с-а)*(a+c-b) (1) при условиях a>=0, b>=0, c>=0. (2) (При a<0, b<0 и c<0 оно, вообще говоря, не выполняется .)
Обозначим x=a+b-c; y=a+c-b; z=b+c-a. (3) Отсюда легко найти: a=(x+y)/2; b = (x+z)/2; c = (y+z)/2. В этих обозначениях неравенство (1) перепишется в виде: (x+y)*(x+z)*(y+z) >= 8xyz, (4) и условия (2) для переменных будут такими: x+y>=0; x+z>=0; y+z>=0.
(5)
Чтобы доказать (4), раскроем скобки в левой части и перегруппируем члены: x*(y^2+z^2) + y*(x^2+z^2) + z*(x^2+y^2) + 2xyz >= 8xyz, x*(y^2-2yz+z^2) + y*(x^2-2xz+z^2) + z*(x^2-2xy+y^2) >= 0, или x*(y-z)^2 + y*(x-z)^2 + z*(x-y)^2 >= 0. В результате эквивалентных преобразований мы получили неравенство, которое выполняется при условиях: x>=0, y>=0, z>=0. (6) Следовательно, и (4) выполняется при этих условиях. Докажем, что
(4) выполняется также при условиях (5). Действительно, если выполняются условия (5), то условия (6) не обязательно выполнены, но может нарушаться не более одного из неравенств (6). Однако в таком случае правая часть неравенства (4) будет отрицательна, а левая - положительна, что гарантирует его справедливость. Таким образом, (4) выполняется при условиях (5). Замена переменных согласно (3) даёт неравенство (1) и условия (2), что и требовалось.
Ответ отправил: Lang21 (статус: Студент)
Ответ отправлен: 25.08.2008, 18:53