首页 > 要闻简讯 > 精选范文 >

杏坛孔门讲数学竞赛QQ群之每日一题

更新时间:发布时间:

问题描述:

杏坛孔门讲数学竞赛QQ群之每日一题,卡了三天了,求给个解决办法!

最佳答案

推荐答案

2025-06-29 00:47:55

在“杏坛孔门讲数学竞赛QQ群”中,我们每天都会推出一道富有挑战性的数学题,旨在激发同学们的思维潜能,提升解题技巧,同时营造一个积极向上的学习氛围。今天,我们带来的是本期“每日一题”的精彩题目,欢迎各位同学踊跃思考、积极参与。

题目:

设 $ a, b, c $ 是正实数,且满足 $ a + b + c = 1 $,求表达式:

$$

\frac{a}{b + c} + \frac{b}{a + c} + \frac{c}{a + b}

$$

的最小值。

思路分析:

这是一道典型的不等式问题,涉及对称性和变量替换。我们可以尝试使用一些常见的不等式技巧,如均值不等式、柯西不等式或对称性分析来解决。

首先观察到,由于 $ a + b + c = 1 $,所以每个分母都可以表示为 $ 1 - a $、$ 1 - b $、$ 1 - c $。于是原式可以改写为:

$$

\frac{a}{1 - a} + \frac{b}{1 - b} + \frac{c}{1 - c}

$$

接下来,考虑函数 $ f(x) = \frac{x}{1 - x} $ 在区间 $ (0, 1) $ 上的性质。该函数是凸函数,因此我们可以尝试使用Jensen 不等式。

根据 Jensen 不等式,对于凸函数 $ f $,有:

$$

f(a) + f(b) + f(c) \geq 3f\left(\frac{a + b + c}{3}\right)

$$

代入 $ a + b + c = 1 $,得:

$$

\frac{a}{1 - a} + \frac{b}{1 - b} + \frac{c}{1 - c} \geq 3 \cdot \frac{\frac{1}{3}}{1 - \frac{1}{3}} = 3 \cdot \frac{1/3}{2/3} = 3 \cdot \frac{1}{2} = \frac{3}{2}

$$

因此,原式的最小值为 $ \frac{3}{2} $,当且仅当 $ a = b = c = \frac{1}{3} $ 时取到等号。

结论:

在条件 $ a + b + c = 1 $ 下,表达式:

$$

\frac{a}{b + c} + \frac{b}{a + c} + \frac{c}{a + b}

$$

的最小值为 $ \frac{3}{2} $。

拓展思考:

若将条件改为 $ a + b + c = k $(其中 $ k > 0 $),结果会如何变化?是否仍然可以用类似方法求解?

欢迎在“杏坛孔门讲数学竞赛QQ群”中继续讨论,分享你的思路与见解!

—— 每日一题,思维碰撞,智慧成长!

免责声明:本答案或内容为用户上传,不代表本网观点。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。 如遇侵权请及时联系本站删除。