类似,且证明比这道西部奥林匹克题还难。而这道西部奥林匹克题当年参赛选手无一人完全证出。
另外,2003年中国数学奥林匹克第三题:
给定正数n,求最小正数λ,使得对于任何),,...2,1)(2
,0(n i i =∈πθ2212tan ...tan tan π
θθθ=••n 只要,就有n θθθcos ...cos cos 21••不大于λ
答案:当n ≥3,λ=n-1
当n=3时,令322212tan ,tan ,tan θθθ===c b a 即得(1)右边的等式。
江西的宋庆老师说:今天阅卷结束。该题第2小题无人挨边;14分的题全省9分一人,8分二人。由此可知,(2)右边的不等式,江西的考生无人证出,基本上属于废题。所以第(2)小题不宜作高考题。
此题也引起了张景中院士的兴趣,在“张景中院士解江西高考压轴题”一贴中
命题人陶平生教授的证明:其中对右边不等式的证明思路基本上取自于前面提到的2003年中国数学奥林匹克第三题黄玉民教授解答。
22.解:()1、当8a =时,()131x f x x =++,求得()()
321x f x x x '=+, 于是当(0,1]x ∈时,()0f x '≥;而当[1,)x ∈+∞时,()0f x '≤.
即()f x 在(0,1]中单调递增,而在[1,)+∞中单调递减.
(2).对任意给定的0a >,0x >,由()118
1f x x a ax =+++,
若令8b
ax =,则8abx =…①,而()f x =+…② (一)、先证()1f x >1
1x >+11a >+11b >+, 又由
28a b x +++≥≥=,得6a b x ++≥.所以
9()()(1)(1)(1)a b x ab ax bx x a b ++++++≥+++1()()1(1)(1)(1)
a b x ab ax bx abx x a b +++++++==+++. (二)、再证()2f x <;由①、②式中关于,,x a b 的对称性,不妨设x a b ≥≥.则02b <≤ (ⅰ)、当7a b +≥,则5a ≥,所以5x a ≥≥1
<, 1
≤<,此时()2f x =+<.
(ⅱ)、当7a b +<…③,由①得,8x
ab == 因为22
211[1]114(1)2(1)b b b b b b b <-+=-++++12(1)b b <-+…④
1
2(1)a a <-+…⑤,于是()12211a b f x a b ⎛<-+- ++⎝…⑥
今证明
11a b a b +>++,因为11a b a b +≥++ 只要证(1)(1)8
ab ab a b ab >+++,即8(1)(1)ab a b +>++,即7a b +<,据③,此为显然. 因此⑦得证.故由⑥得()2f x <.综上所述,对任何正数a,x ,皆有()12f x <<.
说句实在话,该题命题人陶平生教授所给出的证明是最好的。问题只是这道好题在不恰当的时间出现在不恰当的地方。
平心而论,不等式做到这个分上,可以说达到了一个佳境。
2008-07-1221:03scpajmb 的发言:
确实,陶平生教授是不等式高手,所命那道2005年全国联赛加试第二题,大家还记忆犹新。当然,宋老师也是不等式高手。我的这个证明不是最简单的,发到这里供参考。