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当a、b、c是1至9中互不相同的自然数时,如何求表达式(a+b+c)除以abc的最大值?

jazz 提问者

发布于 2026-11-09

问题补充

将表达式拆分为三项倒数之和,分析各项取最小值的条件。在a、b、c为1至9中互不相同自然数的限制下,取最小的三个不同自然数1、2、3可使表达式取得最大值11/6。

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回答于 2026-11-09

当a、b、c是1至9中互不相同的自然数时,表达式(a+b+c)/(abc)的最大值为11/6,此时a、b、c分别取1、2、3(顺序不限)。

求解步骤:

  1. 代数变形:将原式拆分化简: (a+b+c)/(abc) = a/(abc) + b/(abc) + c/(abc) = 1/(bc) + 1/(ac) + 1/(ab)

  2. 分析极值条件:要使上述三个分数之和最大,需要每个分数的分母尽可能小。即乘积ab、ac、bc应尽可能小,这要求a、b、c本身尽可能小。

  3. 代入取值:根据限制条件“1至9中互不相同的自然数”,可选的最小三个数为1、2、3。令{a, b, c} = {1, 2, 3},代入计算: (1+2+3)/(1×2×3) = 6/6 = 1 或者按拆分形式计算:1/(2×3) + 1/(1×3) + 1/(1×2) = 1/6 + 1/3 + 1/2 = 11/6。

  4. 验证其他组合:若取1、2、4,则(1+2+4)/(1×2×4)=7/8;若取2、3、4,则(2+3+4)/(2×3×4)=9/24=3/8。均小于11/6,因此11/6即为最大值。

判断依据: 函数f(a,b,c)=(a+b+c)/(abc)在正整数范围内关于各变量单调递减。变量取值越小,函数值越大。因此在给定范围的下界处取得最大值。

适用条件:

  • a、b、c均为正整数(自然数且不为0)。
  • 三者互不相同。
  • 取值范围为1至9。

常见误区:

  • 运算优先级错误:将题目误读为 a + b + c/(abc),即只对c进行除法运算,导致结果完全不同。正确的理解应为整体相除 (a+b+c)/(abc)。
  • 忽略互不相同条件:若允许相同,取a=b=c=1可得最大值3,但这违反了题目“互不相同”的限制。
  • 未做代数拆分:直接枚举所有组合虽然可行,但计算量大且容易遗漏,通过拆分可快速锁定最优解方向。

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