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《数学教学》2010•2期,数学问题788是:已知a、b、cR,且a+b+c=1,求证:aa+bc+bb+ca+cc+ab≤94。
aa+bc+bb+ca+cc+ab是否存在下界,下界为何值。笔者根据函数f(x)=11+x在区间[0,+∞]上是减函数的性质,分析探讨aa+bc+bb+ca+cc+ab的下界与上界以及它的最小值与最大值,发现aa+bc+bb+ca+cc+ab的下界为32,最大值为94。
即32<aa+bc+bb+ca+cc+ab≤94。
证明:aa+bc+bb+ca+cc+ab=11+bca+11+cab+11+abc,等式右边的三项恰好是函数f(x)=11+x当x=bca,cab,abc时的三个函数值。不失一般性,设0<a≤b≤c<1,则0<a≤13≤c<1,bca≥c,abc≤a,bca≥cab≥abc。
因函数f(x)=11+x在[0,+∞]上是减函数,所以,
f(bca)≤f(cab)≤f(abc)。由此可得,
3f(bca)≤f(bca)+f(cab)+f(abc)≤3f(abc)①
同理,f(bca)≤f(c),12<f(c)≤34,
∴f(bca)≤12,3f(bca)<32②
f(abc)≥f(a),34≤f(a)<1,∴f(abc)≥34,3f(abc)≥94③
由①、②、③可知,32<f(bca)+f(cab)+f(abc)≤94
即32<aa+bc+bb+ca+cc+ab≤94④
当且仅当a=b=c=13时,aa+bc+bb+ca+cc+ab取得最大值94。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
aa+bc+bb+ca+cc+ab是否存在下界,下界为何值。笔者根据函数f(x)=11+x在区间[0,+∞]上是减函数的性质,分析探讨aa+bc+bb+ca+cc+ab的下界与上界以及它的最小值与最大值,发现aa+bc+bb+ca+cc+ab的下界为32,最大值为94。
即32<aa+bc+bb+ca+cc+ab≤94。
证明:aa+bc+bb+ca+cc+ab=11+bca+11+cab+11+abc,等式右边的三项恰好是函数f(x)=11+x当x=bca,cab,abc时的三个函数值。不失一般性,设0<a≤b≤c<1,则0<a≤13≤c<1,bca≥c,abc≤a,bca≥cab≥abc。
因函数f(x)=11+x在[0,+∞]上是减函数,所以,
f(bca)≤f(cab)≤f(abc)。由此可得,
3f(bca)≤f(bca)+f(cab)+f(abc)≤3f(abc)①
同理,f(bca)≤f(c),12<f(c)≤34,
∴f(bca)≤12,3f(bca)<32②
f(abc)≥f(a),34≤f(a)<1,∴f(abc)≥34,3f(abc)≥94③
由①、②、③可知,32<f(bca)+f(cab)+f(abc)≤94
即32<aa+bc+bb+ca+cc+ab≤94④
当且仅当a=b=c=13时,aa+bc+bb+ca+cc+ab取得最大值94。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文