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求使恒等式|ax+by|+|bx+ay|=|x|+|y|对所有实数x,y成立的|a|+|b|的值

没问题,我来帮你把这个推导补全,确认最终结果~

问题分析

我们需要找到所有满足恒等式 $$|ax+by|+|bx+ay|=|x|+|y|$$ 对所有实数 $x,y$ 成立的 $|a|+|b|$ 的值。

你的初步推导是对的:必要性验证

你通过令 $x=0$ 和 $y=0$ 得到的结论完全正确:

  • 当 $x=0$ 时,原式变为 $|by| + |ay| = |y|$,即 $|y|(|a|+|b|)=|y|$。由于该式要对所有 $y\in\mathbb{R}$ 成立,当 $y\neq0$ 时必须有 $|a|+|b|=1$;
  • 当 $y=0$ 时,同理可得 $|x|(|a|+|b|)=|x|$,同样要求 $|a|+|b|=1$。

这说明:如果存在满足恒等式的 $a,b$,那么必然有 $|a|+|b|=1$——这是必要条件。

关键补充:充分性验证(存在性)

接下来我们需要确认:是否存在 $a,b$ 满足 $|a|+|b|=1$ 且让恒等式成立?当然有:
比如取 $a=1, b=0$,代入原式得:
$$|1\cdot x + 0\cdot y| + |0\cdot x + 1\cdot y| = |x| + |y|$$
完全等于右边,成立;
再比如 $a=0, b=-1$,代入得:
$$|0\cdot x + (-1)\cdot y| + |(-1)\cdot x + 0\cdot y| = |y| + |x|$$
也完全符合恒等式。

不过要注意:不是所有满足 $|a|+|b|=1$ 的 $a,b$ 都能让恒等式成立(比如 $a=\frac{1}{2}, b=\frac{1}{2}$,代入 $x=1,y=-1$ 时左边为 $0$,右边为 $2$,不相等),但这并不影响我们的结论——因为问题是求满足恒等式的 $|a|+|b|$ 的值,而所有满足恒等式的 $a,b$ 必然对应 $|a|+|b|=1$,同时存在这样的 $a,b$ 使得等式成立,所以这个值是唯一的。

排除其他可能性

如果 $|a|+|b|\neq1$:

  • 若 $|a|+|b|>1$,取 $x=y=1$,左边为 $2|a+b|\leq2(|a|+|b|)>2$,右边为 $2$,显然不相等;
  • 若 $|a|+|b|<1$,同样取 $x=y=1$,左边为 $2|a+b|\leq2(|a|+|b|)<2$,右边为 $2$,也不相等。

因此,$|a|+|b|$ 只能等于1。


内容的提问来源于stack exchange,提问作者DXT

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最近更新时间:2026.05.19 06:38:12