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和一定,几个数的积怎样最大?

(2013-11-10 15:58:04)
标签:

校园

分类: 数学天地

【题目】把10拆分成几个数的和,使这几个数的积最大。

老师给出解题的方法是:多3少2,不拆1

这道题的正确答案是:把10拆成3、3、2和2,积等于3*3*2*2=36。

其他的分法还很多,例如:

(1)、3*3*3*1=27

(2)、2*2*2*2*2=32

(3)、4*6=24

办法(1)违反了“不要1”,任何数乘以1还是它自己,拆1纯粹是浪费;(2)违反了“多3少2”,拆成5个2,没有3;(3)的拆法既没有3,也没有2,它们的积都小于36。

如果把题目改成“把36拆分成几个数的和,使这几个数的积最大”,更能说明问题。用电子表格来解这道题:

底数(拆分的数) 2 3 4 6 9 12 18
指数(拆分数的个数} 18 12 9 6 4 3 2
幂(乘积) 262144 531441 262144 46656 6561 1728 324

 

    从上表可以看出当拆分的数是3的时候,乘积最大,等于531441。当拆分的数是2和4时,乘积相等,为262144,这也不难理解,因为218=49。在整数范围内,3的地方是最大的值。如果不限于整数范围,看一看在实数范围内还有没有最大值。当然,由于指数不是整数,这时的幂不能在理解为几个数相乘的结果了。为此,在2.2至3.6的范围内,将拆分的间隔设定为0.2,计算幂(乘积)如下表:

 

底数 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6
指数 16.36 15 13.84 12.85 12 11.25 10.58 10
401125  504857  556909  561273 531441 481878 424056 365615

 

    当底数是2.8,指数是12.86时,幂最大,为561273。

    究竟何时幂出现最大值呢?

    做函数y=x36/x  

    两边取自然对数,得    lny=(36/x)lnx

    两边对x求导,得       y/y =36*(1-lnx)/x2

   y=0,得lnx=1,可求出x=e,即拆分的数是自然对数的底2.71828时,幂最大,此时的幂等于564479.9。

      

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