二次函数非负约束下$rac{a+b+c}{b-a}$最小值的求解方法拓展咨询
二次函数非负约束下$\frac{a+b+c}{b-a}$最小值的求解方法拓展咨询
问题:已知对所有实数$x$,二次函数$ax^2 + bx + c \geq 0$成立,其中实数$a, b, c$满足$a < b$,求$\frac{a+b+c}{b-a}$的最小值。
我已经通过两种方法得到了答案:
- 方法一:先利用二次函数非负的判别式条件$b^2 - 4ac \leq 0$,令$b = a + k$($k>0$,因为$a < b$),通过代数变形结合AM-GM不等式,最终得到$\frac{a+b+c}{b-a} \geq 3$。
- 方法二:令$t = \frac{b}{a}$,结合$\frac{b2}{4a2} = \frac{t^2}{4} \leq \frac{c}{a}$(由判别式推导而来),将目标式转化为仅含$t$的表达式,再用微积分求极值的方法,同样得到最小值为3。
不过我想探索其他思路,于是做了如下尝试:
设$L = \frac{a+b+c}{b-a}$,我想证明$L \geq k$($k$为某个常数)。
注意到$f(1) = a + b + c$,$f(0) = c$,而且$f(0) - f(-1) = c - (a - b + c) = b - a$,所以可以把$L$转化为:
$$\frac{f(1)}{f(0)-f(-1)} \geq k$$
进一步变形得到:
$$\frac{f(0)-f(-1)}{f(1)} \leq \frac{1}{k}$$
但到这里我就不知道该怎么继续推导了,想请教大家有没有办法顺着这个思路走下去,或者有没有其他类似的思路可以解决这个问题?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Shivansh Jaiswal
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