一个最大值问题
已知1/2<=a_i<=2, i=1,2,3...,n,且有a_1+2*a_2+3*a_3+....+n*a_n=n^2/2,求a_1/a_2+a_2/a_3+a_3/a_4+....+a_{n-1}/a_n+a_n/a_1 的最大值? n=2时,最大值13/6,此时a1=1/2,a2=3/4 猜测$a_n=frac{2n-1}{2n}$ 时取最大值,不知对不对 如果成立,则$max(a_n) =$
13/6
97/30
1793/420
6667/1260
87407/13860
1318451/180180 不知对否?没找到什么规律,n越大越难些:
n 最大
2 2.5
3 5.25
4 6.75
5 8.8833333333
6 10.725
7 12.657142857
8 14.7678571
9 16.47321428
10 18.60142857 楼上的能否给出,对于不同的n,得到最大值时相对应的a_1,a_2,a_3,a_4,...,a_n的值
经计算:
n=2 时 {a_1=1,a_2=1/2} 最大值5/2
n=3 时 {a_1=2,a_2=1/2,a_3=1/2} 最大值21/4
n=4 时 {a_1=2,a_2=1/2,a_3=1,a_4=1/2} 最大值27/4
.......... 供参考:
n Max a1,a2.....an
2 2.5 1,0.5
3 5.25 2,0.5,0.5
4 6.75 2,0.5,1,0.5
5 8.8833333333 2,0.5,1.666666,0.5,0.5
6 10.725 2,0.5,2,0.5,0.8,0.5
7 12.657142857 2,0.5,2,0.5,1.4,0.5,0.5
8 14.767857142 2,0.5,2,0.5,2,0.5,0.5714285,0.5
9 16.4732142857 2,0.5,2,0.5,2,0.5,1.1428571428,0.5,0.5
10 18.60142857 2,0.5,2,0.5,2,0.5,1.78571428,0.5,0.5,0.5
15 28.0357142855 2,0.5,2,0.5,2,0.5,2,0.5,2,0.5,0.5,1.75,0.5,0.5,0.5 我们可以去证明,取到最值时,必然最多只有1个数没有取到边界值(也就是0.5或2)。
假设取最值的时候,有两个变量还没有取到边界值,那么我们值需要分析包含这两个变量的项,
设这两个变量为x,y,如果它们不相邻,对应约束条件类似u*x+v*y=S,
而我们已经知道F(x,y)=a/x+x/b+c/y+y/d的最大值不在边界取到,其中(u,v,a,b,c,d都是正数)
我们可以将y用x替换,然后计算出F关于x的二阶导数,得到
$2a/x^3+2c{u^2}/{v^2}*y^3$
恒大于0,所以我们知道F看成x的函数是凸函数,最大值只能在边界取到,得到矛盾。 同样,如果x,y相邻,对应表达式为
F(x,y)=a/x+x/y+y/b,同样替换y为x后,可以计算出关于x二阶导数恒大于0。
由此得到最多只有一个变量不能取到0.5或2.
余下就是需要讨论到底哪些变量应该取0.5,哪些应该取2 现在可以分析出序列中一些不能出现的模式,必然
相邻4个数不能够为2 2 0.5 0.5
假设第二个2的位置是$a_k$,那么我们可以将这4个数替换为2 0.5 0.5+k/(k+1)*1.5 0.5,约束和不变,但是目标和变大。
同样相邻4个数不能够为0.5 0.5 2 2
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