1961 AMC 12 第 40 题

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40.

5x+12y=605x+12y=60,求 x2+y2\sqrt{x^2+y^2} 的最小值。

Find the minimum value of x2+y2\sqrt{x^2+y^2} if 5x+12y=60.5x+12y=60.

6013\dfrac{60}{13}

135\dfrac{13}{5}

1312\dfrac{13}{12}

11

00

答案:A
知识点:距离公式柯西-施瓦茨不等式最优化
难度评级:1300
小提示:

x2+y2\sqrt{x^2+y^2} 解释为到原点的距离

Interpret x2+y2\sqrt{x^2+y^2} as distance from the origin

大提示:

5x+12y5x+12y 应用柯西-施瓦茨不等式

Apply Cauchy-Schwarz to 5x+12y5x+12y

解答:

由柯西-施瓦茨不等式,60=5x+12y52+122x2+y2=13x2+y2 \begin{aligned} 60&=5x+12y\\ &\le\sqrt{5^2+12^2}\\ &\qquad\cdot\sqrt{x^2+y^2}\\ &=13\sqrt{x^2+y^2} \end{aligned}\text{。} 因此该距离至少为 6013\frac{60}{13}。当 (x,y)(x,y)(5,12)(5,12) 成比例时取等号,所以最小值为 6013\frac{60}{13}

因此,正确答案是 A

By Cauchy-Schwarz, 60=5x+12y52+122x2+y2=13x2+y2. \begin{aligned} 60&=5x+12y\\ &\le\sqrt{5^2+12^2}\\ &\qquad\cdot\sqrt{x^2+y^2}\\ &=13\sqrt{x^2+y^2}. \end{aligned} Thus the distance is at least 6013.\frac{60}{13}. Equality occurs when (x,y)(x,y) is proportional to (5,12),(5,12), so the minimum is 6013.\frac{60}{13}.

Therefore, the correct answer is A.

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