若(|x-2|+|x-1|)(|y-3|+|y+1|)(|z-1|+|z+1|)=8,求x+y+z最大值和最小值

1个回答

  • 先给结论:x,y,z的取值范围只能如下:

    1≤x≤2,-1≤y≤3,-1≤z≤1

    ∴x+y+z的最大值为M=2+3+1=6

    x+y+z的最大值为m=1+(-1)+(-1)=-1

    下面给出一个简单的证明(当然可能不是最严谨的证明):

    设a=|x-2|+|x-1|,b=|y-3|+|y+1|,c=|z-1|+|z+1|

    则有 abc=8

    ①假设x的值超出上述限值,比如x>2,而y,z不超限

    则有 a=|x-2|+|x-1|=2x-3=2(x-1.5)

    b=|y-3|+|y+1|=3-y+y+1=4,c=|z-1|+|z+1|=1-z+z+1=2

    ∴abc=2(x-1.5)*4*2=8*2(x-1.5)

    ∵x>2,∴2(x-1.5)>1,∴abc=8*2(x-1.5)>8

    即与已知的等式abc=8矛盾,∴x>2不成立

    又比如x1,

    同样有abc=8*2(1.5-x)>8,与已知矛盾

    ∴x的取值不可能超出上述范围

    同理可证,y或z也不可能单独超限

    ②假设x,y超限,而z不超限,

    则有 a=2(x-1.5)或 2(1.5-x),b=2(y-1)或2(1-y)

    上述①已经证明,不论x,y取超限外的何值,均有a>1,b>4

    ∴总有abc=2ab>2*1*4=8,与已知矛盾

    ③对于x,y,z均超限的情况,证法类似

    不论取超限外的何值,总有 a>1,b>4,z>2

    ∴总有 abc>1*4*2=8,与已知矛盾

    综上所述,x,y,z的取值只能为:

    1≤x≤2,-1≤y≤3,-1≤z≤1

    此时,等式左端括号内的两个绝对值去掉后有一个反号

    刚好将变量x,y,z均消除掉,正好有 a=1,b=4,c=2

    ∴abc=1*4*2=8,等式恒成立

    ∴x,y,z均取最大值时,x+y+z取得最大值M=6

    x,y,z均取最小值时,x+y+z取得最小值m=-1