若 $\alpha,\beta,\gamma$ 是任意实数,求$$\sqrt{|\sin\alpha-\sin\beta|}+\sqrt{|\sin\beta-\sin\gamma|}+\sqrt{|\sin\gamma-\sin\alpha|}$$的最大值.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    不等式
    >
    求代数式的最值与范围
  • 知识点
    >
    代数变形
    >
    代数式的形
    >
    换元
    >
    三角换元
【答案】
$2+\sqrt 2$
【解析】
记$$a=\sin\alpha,b=\sin\beta,c=\sin\gamma,$$由所求代数式的对称结构知,不妨设 $a\geqslant b\geqslant c$,题目转化为:
已知 $1\geqslant a\geqslant b\geqslant c\geqslant -1$,求$$\sqrt{a-b}+\sqrt{b-c}+\sqrt{a-c}$$的最大值.令$$x=\sqrt{a-b},y=\sqrt{b-c},z=\sqrt{a-c},$$则有$$x^2+y^2=z^2,x,y,z\in[0,\sqrt 2],$$求 $x+y+z$ 的最小值.
可以令$$x=z\cos\theta,y=z\sin\theta,\theta\in\left[0,\dfrac {\pi}{2}\right ],$$于是\[x+y+z=z(\cos\theta+\sin\theta+1)=z\left[\sqrt 2\sin\left(\theta+\dfrac {\pi}{4}\right)+1\right ]\leqslant (\sqrt 2+1)z\leqslant 2+\sqrt 2.\]当且仅当 $z=\sqrt 2,x=y=1$ 时取到等号.
也可以由$$x+y\leqslant \sqrt{2(x^2+y^2)}=\sqrt 2z$$得到以上结果.
答案 解析 备注
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