数学问题 极值 数论
一个命题 那么设ax=n 使x^a最大
即若干相等的数加起来为一个定值 那么要使它们的积最大 这个数是多少 有什么规律?
比如这个定值为n=6 就是求x^(6/x)最大值 此时这个值算出来约是9.09092
那么 假设n可以整除任何x 即视为n=∞ 求x的值
或者告诉我有什么规律 展开
先明确你的问题:
第一:根据 “求x^(6/x)最大值 此时这个值算出来约是9.09092 ” ,可知 x 的取值范围是 “正实数”,或者是区间:(0, 6]。
第二:你 “假设n可以整除任何x 即视为n=+∞” ,我想你的意思是 “任何 x 都可以整除 n ” 。
那么这里就有两个问题了:
1、整除只涉及整数,这与 “第一" 中所述矛盾;
2、“任何 x 都可以整除 n ” 确实意味着 “n=+∞ ”。可是,当“n=∞ ” 时,无论 x 取什么(应该在正整数范围内),x^(n/x) 的值都是 “+∞”——因为此时 n/x = +∞。这样一来,问题就没意义了。
所以,我根据你的描述,大胆重新定义了一下题目:
n 为任意正整数,x ∈ (0, +∞),求函数 f(x) = x^(n/x) 的规律,是否有最大值?如果有,最大值是什么?
这样一来,问题清楚了,解决起来也简单了。显然,n 取不同值时,结果也不同。但是由不同 n 形成的一组函数,应该具有相似的规律。所以分析时,应该把 n “暂时” 看做常数。
像 f(x) 这样(底数和指数都含变量)的函数,称作 “幂指函数”。f(x) 在其定义域上是连续的。所以一般情况下 “最值问题” 可以用 “导数” 进行解决。结果如下:
f′(x) = n·x^(n/x - 2)·[1 - ln(x)]
当 x = e (自然对数的底,应该知道吧!)时,f′(x) = 0;此时 f(x) 取极大值。分析可知,此极大值也就是 f(x) 的最大值。
所以结论就是:无论 n 取何种正整数,x^(n/x) 的最大值总是在 x = e 时取得。当然,具体的最大值就和 n 有关了。 为方便你理解,我把f(x)的函数图像画了一下。图中,从下向上,分别是 n = 1、n = 2、… n = 8 时的情况。
但作为数论题,应该是拆成整数吧。
如果只考虑整数,先考虑将X(>=4)分为两个数a b相乘的最大值。
X=3:任何拆分后乘积小于3
X=4: 最大2*2=4
X=5:最大是2*3>5
X=6:最大是3*3>6
X=2K (设K>=2):(K+r)(K-r)<=K^2=K*K>2K
X=2K+1 (设K>=2): (K+0.5+r)(K+0.5-r)=(K+0.5)^2-r^2, 考虑整数时,r最小取0.5得积最大是K(K+1)>=2(K+1)>2K+1
因此将N拆成A1+A2+。。。+An=N, 使积S=A1*A2*。。。*An最大的一种方案是:2<=Ai<=3(不考虑4, 因为4可以拆成2*2),最多有2个2(因为2*2*2<3*3)
即将N尽量拆成3,余数凑出1个2或者2个2。