已知 $\lg {x_1},\lg {x_2},,\lg {x_3},\lg {x_4},\lg {x_5}$ 是连续正整数(从小到大或从大到小),且 $(\lg {x_4})^2<\lg {x_1}\cdot \lg {x_5}$,则 $x_1$ 的最小值是 .
【难度】
【出处】
2008年全国高中数学联赛辽宁省预赛
【标注】
【答案】
$100000$
【解析】
若 $x_1<x_2<x_3<x_4<x_5$,则$$\lg {x_1}<\lg x_2<\lg x_3<\lg x_4<\lg x_5,$$设 $k=\lg x_3$,则由 $(\lg x_4)^2<\lg x_1 \cdot \lg x_5$ 得$$(k+1)^2<(k-2)(k+2),$$解得 $k<-\dfrac 52$,不成立.
若 $x_5<x_4<x_3<x_2<x_1$,设 $k=\lg x_3$,同理解得 $k>\dfrac 52$,所以 $k\geqslant 3$,于是 $\lg x_1=k+2\geqslant 5,x_1\geqslant {100000}$,当 $x_1=100000$ 时,$x_2=10000,x_3=1000,x_4=100,x_5=10$,所以 $x_1$ 的最小值是 $100000$.
若 $x_5<x_4<x_3<x_2<x_1$,设 $k=\lg x_3$,同理解得 $k>\dfrac 52$,所以 $k\geqslant 3$,于是 $\lg x_1=k+2\geqslant 5,x_1\geqslant {100000}$,当 $x_1=100000$ 时,$x_2=10000,x_3=1000,x_4=100,x_5=10$,所以 $x_1$ 的最小值是 $100000$.
题目
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