若a平方加b平方减ab等于1则a+b的范围a平方加b平方的范围ab的范围?

如题所述

给定的方程式是:a² + b² - ab = 1。

问题将a, b的可能的数值范围分类了,没有明确指定它们是否为实数,正数或其他。因此,以下的解决方案考虑a, b为实数。

1)对于a+b的范围:

我们可以使用三角形的性质来找到它们的范围。在一个三角形中,任何两边之和大于第三边。 这里,我们可以将 a²、b²、ab 看作三边的平方,所以 |a| + |b| ≥ |ab|

继续取平方可以得出 (|a| + |b|)² ≥ (ab)²,位于不等号两侧有两个平方,所以它应该是绝对值的形式,即得到绝对值的形式 |(a + b)² - ab²| ≤ 0,这使得 (a + b)² 应等于 ab²。

根据给定方程,a² + b² = 1 + ab。于是,(1 + ab)² 和 ab² 实质上相等,化简后得 到:a²b² + 2ab + 1 = a²b²,2ab + 1 = 0,即 ab = -0.5, 这是a + b可能取得极值,得到的极值为 a + b = sqrt(1 + 4 * 0.5) = sqrt(3) 或 a + b = -sqrt(1 + 4 * 0.5) = -sqrt(3)。所以a + b的范围是[-sqrt(3), sqrt(3)]。

2)对于a² + b²的范围:

已知a² + b² - ab = 1,可以得到a² + b² = ab + 1。由于ab >= -0.5(在上述中已经找到了ab的最小值),所以 a² + b² >= 0.5。

另一方面,每个实数的平方都是非负的,所以a² + b²<= 1 + 1 = 2。因此,a² + b²的范围是[0.5, 2]。

    对于ab的范围:

    根据已经知道的a+b的范围[-sqrt(3), sqrt(3)],我们可以通过单位圆的直径d=√3(半径为√3/2)来进行可视化。此时,a和b将在此单位圆中进行变换(a, b的范围都在圆盘内)。在这个圆盘的范围内,ab将取得最大值1/4和最小值-1/4(在(√3/2)^2=1/4的情况下)。所以ab的范围是[-1/4, 1/4]。

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