每日一题[2452]消元求值

设向量 $\boldsymbol a,\boldsymbol b$ 满足 $\boldsymbol a^2+\boldsymbol b^2+\boldsymbol a\cdot \boldsymbol b=1$,则 $\boldsymbol a^2-\boldsymbol b^2$ 的最大值为_______.

答案    $\dfrac{2\sqrt 3}3$.

设 $\boldsymbol a^2+\boldsymbol b^2=2x$,$\boldsymbol a^2-\boldsymbol b^2=2y$,则 $|\boldsymbol a|=\sqrt{x+y}$,$|\boldsymbol b|=\sqrt{x-y}$,进而根据条件,有\[|\boldsymbol a\cdot \boldsymbol b|\leqslant |\boldsymbol a|\cdot |\boldsymbol b|\implies |1-2x|\leqslant \sqrt{x+y}\cdot \sqrt{x-y}\implies y^2\leqslant -3x^2+4x-1,\]因此 $2y\leqslant \dfrac{2\sqrt 3}3$,且当 $x=\dfrac 23$ 时取得等号,因此所求最大值为 $\dfrac{2\sqrt 3}3$.

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