第20回 問題 (8月5日〜9月4日)
解答1
|x-m|+|x-n|について考えると (xとmの距離)+(xとnの距離)を表すので上の図のように
x<=mでは単調減少 x>=nでは単調増加 m<=x<=nでは一定となり
m<=x<=nで最小値であることがわかります。
このことから
|x|+|x-10| は O<=x<=10で最小値 10
|x-1|+|x-9|は 1<=x<=9で最小値 8
|x-2|+|x-8|は 2<=x<=8で最小値 6
|x-3|+|x-7|は 3<=x<=7で最小値 4
|x-4|+|x-6|は 4<=x<=6で最小値 2
|x-5|はもちろん x=5で最小値 0
以上から上の関数の和f(x)はx=5で最小値0+2+4+6+8+10=30となります。
解答2
たとえば2<=x<=3のとき上の絶対値は|x| |x-1| |x-2| がそのまま外れ
のこりはマイナスがついて外れます。するとxの係数は3個が1、8個が-1となり
トータルf(x)=-5x+○のようになります。 つまりf(x)が単調減少となります。
xの係数がマイナスになるのは 絶対値の中から出てくる+xと-xの個数を考えればよいので
x<=5のときは必ず+xは5個以下でf(x)のxの係数がマイナスである事がわかります。
逆にx>=5のときは+xは6個以上でf(x)のxの係数はプラスとなります。
つまりこの関数は x<=5で単調減少 x>=5で単調増加ですから
最小値はx=5のときで 5+4+3+2+1+0+1+2+3+4+5=30となります