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数学
题目

能确定xy的最大值.(1) 已知x+y=2.(2) 已知x^2+y^2=6.A 条件(1)充分,但条件(2)不充分B 条件(2)充分,但条件(1)不充分C 条件(1)和(2)单独都不充分,但条件(1)和条件(2)联合起来充分D 条件(1)充分,条件(2)也充分E 条件(1)和(2)单独都不充分,条件(1)和条件(2)联合起来也不充分

能确定$xy$的最大值. (1) 已知$x+y=2$. (2) 已知$x^{2}+y^{2}=6$. A 条件(1)充分,但条件(2)不充分 B 条件(2)充分,但条件(1)不充分 C 条件(1)和(2)单独都不充分,但条件(1)和条件(2)联合起来充分 D 条件(1)充分,条件(2)也充分 E 条件(1)和(2)单独都不充分,条件(1)和条件(2)联合起来也不充分

题目解答

答案

我们来逐步分析这个题目。

题目要求是:能否确定 $xy$ 的最大值。

选项是关于条件充分性的判断,属于典型的数据充分性题型(类似GMAT或管理类联考中的题型),我们需要判断:

  • 条件(1)是否足以确定 $xy$ 的最大值;
  • 条件(2)是否足以确定 $xy$ 的最大值;
  • 是否需要两个条件联合;
  • 或者即使联合也无法确定。

题目分析:

我们要判断的是:能否确定 $xy$ 的最大值。

注意:这里不是求最大值是多少,而是问“能否确定”这个最大值,即是否存在唯一确定的最大值。

分析条件(1):已知 $x + y = 2$

我们只知道 $x + y = 2$,要求 $xy$ 的最大值。

这是一个经典问题:在 $x + y = 2$ 的条件下,求 $xy$ 的最大值。

我们可以用基本不等式或配方法。

设 $x + y = 2$,则:
$xy \leq \left(\frac{x + y}{2}\right)^2 = \left(\frac{2}{2}\right)^2 = 1$
当且仅当 $x = y = 1$ 时取等号。

所以,在条件(1)下,$xy$ 的最大值为 1。

✅ 因此,仅凭条件(1)就可以确定 $xy$ 的最大值是 1。

所以,条件(1)是充分的。

分析条件(2):已知 $x^2 + y^2 = 6$

我们只知道 $x^2 + y^2 = 6$,要求 $xy$ 的最大值。

我们回忆恒等式:
$(x + y)^2 = x^2 + 2xy + y^2 \Rightarrow 2xy = (x + y)^2 - (x^2 + y^2)$
但我们不知道 $x + y$,所以不能直接用。

但我们可以通过另一个方式:用不等式或参数法求 $xy$ 的最大值。

我们知道:
$x^2 + y^2 = 6$
我们想求 $xy$ 的最大值。

利用不等式:
$x^2 + y^2 \geq 2xy \Rightarrow 6 \geq 2xy \Rightarrow xy \leq 3$
但这只是上界,是否能取到?

实际上,更准确的方法是使用:
$(x - y)^2 \geq 0 \Rightarrow x^2 + y^2 \geq 2xy \Rightarrow xy \leq \frac{x^2 + y^2}{2} = \frac{6}{2} = 3$
当 $x = y$ 时取等号。

若 $x = y$,代入 $x^2 + y^2 = 6$,得:
$2x^2 = 6 \Rightarrow x^2 = 3 \Rightarrow x = \sqrt{3}, y = \sqrt{3} \Rightarrow xy = 3$
所以最大值可以达到 3。

但注意:我们这里求的是 $xy$ 的最大值,在 $x^2 + y^2 = 6$ 的条件下,最大值是 3。

但是,这个最大值是基于实数范围的假设。题目没有说明 $x, y$ 是否为实数?但通常默认是实数。

所以,在实数范围内,条件(2)下,$xy$ 的最大值是 3。

✅ 所以,仅凭条件(2)也可以确定 $xy$ 的最大值。

但注意:题目是“能确定 $xy$ 的最大值”,而不是“最大值是多少”。

只要在该条件下,最大值存在且可以唯一确定,就叫“充分”。

在条件(1)下,$xy$ 最大值为 1 → 可确定 → 充分。

在条件(2)下,$xy$ 最大值为 3 → 可确定 → 充分。

所以两个条件各自都充分。

验证是否有陷阱

有人可能会想:条件(1)下,$x + y = 2$,但 $x, y$ 没有限制范围,会不会没有最大值?

不会。因为我们可以用函数法:

设 $y = 2 - x$,则:
$xy = x(2 - x) = 2x - x^2 = -x^2 + 2x$
这是一个开口向下的抛物线,最大值在顶点 $x = 1$,最大值为 $-1 + 2 = 1$。

所以最大值存在。

同理,条件(2)中,$x^2 + y^2 = 6$,表示点 $(x, y)$ 在圆上,$xy$ 是双曲线,最大值在 $x = y$ 时取得,为 3。

所以两个条件都能独立确定 $xy$ 的最大值。

结论:

条件(1)充分,条件(2)也充分。

正确答案是:

$\boxed{D}$

解析

本题考查数据充分性判断,需确定在给定条件下是否能唯一确定$xy$的最大值,涉及代数不等式及函数性质的应用。

条件(1):已知$x+y=2$

利用基本不等式:对于任意实数$x,y$,有$xy \leq \left(\frac{x+y}{2}\right)^2$。
代入$x+y=2$,得:
$xy \leq \left(\frac{2}{2}\right)^2 = 1$
当且仅当$x=y=1$时,$xy=1$,达到最大值。
也可通过函数法验证:设$y=2-x$,则$xy=x(2-x)=-x^2+2x$,这是开口向下的抛物线,顶点在$x=1$时,最大值为$1$。
结论:条件(1)能确定$xy$的最大值,充分。

条件(2):已知$x^2+y^2=6$

利用基本不等式:$x^2+y^2 \geq 2xy$,代入$x^2+y^2=6$,得:
$6 \geq 2xy \implies xy \leq 3$
当且仅当$x=y$时取等号,代入$x^2+y^2=6$,得$2x^2=6 \implies x=y=\sqrt{3}$,此时$xy=3$,达到最大值。
从几何意义看,$x^2+y^2=6$是圆心在原点的圆,$xy$的最大值在圆上$x=y$处取得,为$3$。
结论:条件(2)能确定$xy$的最大值,充分。

联合条件判断

由于条件(1)和(2)单独均充分,无需联合。

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