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15 題
設f(x)=x^3+ax^2+bx+c,若f(x)之極大值為A,f(x)之極小值為B,且f(x)的一階導函數f'(x)之最小值為C,則A-B+C之最小值為 。
[解答]
透過平移(左右移,不改變 A, B, C),不失一般性可假設 f(x) = x^3 + dx + e
則 f'(x) = 3x^2 +d ,因函數 f 有極大、極小值,故 d<0 ,不妨令 d = -3t^2 ,其中 t>0
則 A = f(-t), B = f(t), C = -3t^2 , A-B+C = 4t^3 - 3t^2
透過微分計算,可知 A - B +C 在 t = \frac12 時有最小值 -\frac14 。
16 題
正數x,y滿足ax+by \le 1,其中(log a)^2+2log b=1,若xy之最大值為M,則M之最小值為 。
[解答]
首先先搞清題意, xy 的最大值為 M ,這句的意思是說
「固定一組 (a,b) ,在 x,y 為正數且滿足 ax+by\leq 1 的情況下,所得到的 xy 最大值,即為 M = M(a,b) 」
由算幾不等式有 \frac 12 \geq \frac{ax+by}{2} \geq \sqrt{axby} \Rightarrow xy \leq \frac1{4ab}
其等號在 x= \frac1{2a}, y =\frac1{2b} 時成立,故 M(a,b) = \frac1{4ab}
而 a,b 的限制條件為 (\log a)^2 + 2 \log b =1
故取 \log M(a,b) = -\log 4 -\log a - \log b ( a,b 為限制條件中的真數必為正,故 M 亦正)
令 A = \log a ,以 \log b = \frac{1-A^2}{2} 代入 \log M(a,b) 得 \log M(a,b) = - \log 4 - A - \frac{1-A^2}{2}
配方可得 A = 1 時 \log M(a,b) ,此時 M(a,b) 亦達有最小值 \frac1{40}