也解哈佛与麻省理工数学邀请赛某题

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山路水桥也来参与解答
2014 哈佛大学与麻省理工学院 数学邀请赛第6题
谈函数下界与最小值之间的联系与区别
昨天发了我《哈佛与麻省理工数学邀请赛某题错解分析》,就有一个经常揶揄调侃我的朋友发条子来:“你的话很有道理最小值确实是必须能够取得的下界,既然你指出了这是个烂尾楼工程,有多少相信你的朋友都会盼望你能费一番口舌,给出一个正确明晰的解答,来修正完成这项工程,我代表大家求求你了,行不?”
朋友,你说得对,“函数的最小值问题”与“函数的下界问题”是既有形式上的联系又有本质上的区别的不同的两个概念。关键就是最小值确实是“必须能够取得”的下界!
函数有最小值A,那么一切不大于A的实数B,都是他的下界;
函数有下界B,不保证函数有最小值,如果函数有最小值A,那么必有A≥B。
我一直怕牵涉到数学分析里更生僻“下确界”概念,所以我没深入多谈。其实我在“带等号不等式的证明问题”中谈到不等式
f(x)≥A 中的等号是否成立?“A”的值是否还能进一步改进时,就表达了这一层意思。
想不到我的评论引火烧身了,这一回我该义不容辞了。如果我接着原错解方法的思路作展开,目的是打得到的,但是那真要得要费一大番口舌了:要考虑几个复数“点”的“共线”问题(两个复数之比为“正实数”),太繁杂(不是复杂)了一点。
最好另起炉灶,既思路清晰,运算量也不大。
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