和为定值时,乘数的最大乘积

时间:2024-06-26 00:35:07

在前面的一些题目中,我们好像都是从经济学的角度来分析的。比如,买地的题目,巴霍姆付出了一定的努力,应该怎么做才能获得最多的土地。也就是说,如何才能在付出后得到最大的利益。这一类问题有一个专有名词:“极大值和极小值”。关于这类问题,它们有很多种类型,解答时也有难有易,有一些问题甚至需要借助高等数学才能解决,另一些则相对简单,只需普通的数学知识就可以解答出来。下面,我们再来讨论几个这样的题目,它们要用到几何学上的另一个内容:定和乘数的乘积。

我们已经知道,对于两个和一定的数,它们的乘数和乘积具有一些通用的性质。比如,在周长相等的情况下,正方形的面积比矩形大。如果把这句话改成算术上的说法,我们可以这么说:如果把一个数分成两部分,使它们的乘积最大,那么应该把这个数进行二等分。比如,在下面一些数的乘积中:17×13、16×14、18×12、19×11、20×10、15×15,每组中两个数的和都是30,但是乘积最大的是15×15。

如果换成3个数,也就是说,如果3个数的和一定,前面的性质依然适用。其实,根据前面的内容,我们可以推导出这一性质来。假设有3个数x、y和z,它们的和是a,也就是说:

x+y+z=a

我们不妨假设x和y不相等,如果把这两个数分别用其和的一半和为定值时,乘数的最大乘积

来表示,那么3个数的总和不变,即:

和为定值时,乘数的最大乘积

由之前的推论,我们知道:

和为定值时,乘数的最大乘积

所以,和为定值时,乘数的最大乘积

z的乘积大于x、y、z的乘积,即:

和为定值时,乘数的最大乘积

综上所述,如果x、y、z这3个数中有两个不相等,那么我们就一定可以在保证它们的和不变的情况下,找到比它们的乘积xyz更大的数来。也就是说,只有这3个数相等,才不会有这种可能。所以,如果x+y+z=a,那么,只有在下列条件中,3个数的乘积xyz才最大:

x=y=z

下面,根据这一特性,我们来解答几道非常有意思的题目。