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主要内容:

通过替换、柯西不等式、二次方程判别式及多元函数最值法等,介绍x+y在条件2/x+1/y=1下最大值的计算步骤。

主要公式:

1.均值不等式:正实数a,b满足a+b≥2√ab。

2.柯西不等式:对于四个正实数x,y,b,c,有以下不等式成立,即:(x+y)(b+c)≥(√xb+√yc)^2,等号条件为:cx=by。

方法一:“1”的代换

x+y

=(x+y)(2/x+1/y)

=(2+1+x/y+2y/x)

利用均值不等式,则有:

x+y≥(2+1+2√2)。

所以:x+y的最大值=3+2√2。

方法二:柯西不等式法

∵(2/x+1/y)(x+y)≥(√2+√1)^2

∴(x+y)≥(√2+√1)^2

即:

x+y≥(√2+1)^2。

所以:

x+y的最大值=3+2√2。

方法三:二次方程判别式法

设x+y=t,则y=t-x,代入已知条件得:

2/x+1/(t-x)=1,

2(t-x)+x=x(t-x)

x^2+(1-t-2)x+2t=0,

方程有解,则判别式为非负数,即:

△=(-1-t)^2-4*2t≥0,

化简得:

(t-3)^2≥4*2。

要求t的最大值,则对不等式两边开方有:

t-3≥2√2,

t≥3+2√2,

即tmax=3+2√2。

方法四:多元函数极值法

设F(x,y)=x+y+λ(2/x+1/y-1),

分别对参数求偏导数得:

Fx=1-2λ/x^2,Fy=1-λ/y^2,

Fλ=2/x+1/y-1。

令Fx=Fy=Fλ=0,则:

x^2=2λ, y^2=1λ,

x=√2λ,y=√λ。

代入得方程:


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