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Questão 38850

ITA 2019
Matemática

Se a soma de 𝑛 números reais positivos é igual a uma constante 𝑚, prove que o produto desses números será máximo quando eles forem iguais e determine produto máximo em função de 𝑚.

Dica:  Desigualdade das médias.

A

Produto máximo: (frac{m}{n})^m.

B

Produto máximo: (frac{m}{n})^n.

C

Produto máximo: (frac{n}{m})^m.

D

Produto máximo: (frac{n}{m})^n.

Gabarito:

Produto máximo: (frac{m}{n})^n.



Resolução:

Pela desigualdade da média, temos que, sendo x1, x2, x3, ..., xn os n números, tem-se que:

frac{x_{1}+x_{2}+x_{3}+...+x_{n}}{n}geq sqrt[n]{x_{1}x_{2}x_{3}...x_{n}}

Sabendo que a soma é igual a m e o produto igual a p, temos que:

frac{m}{n}geq sqrt[n]{p}

Sendo todos os números positivos, podemos elevar a inequação acima à n-ésima potência sem alterar a desigualdade:

(frac{m}{n})^{n}geq p

Vemos então que o produto é menor ou igual à (m/n)n, logo o valor máximo de p é (m/n)n

Sabendo que a igualdade, na desigualdade das médias, só ocorre quando todos os termos são iguais. Assim, o produto p é máximo quando todos os termos são iguais.

 

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