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pが最大値または最小値をとるとき、q=r=s=x=yであることが証明できれば、
p+5q=24
p^2+5q^2=126
これを解いて、p=9 または p=-1 より、
最大値と最小値の差は、10
q=r=s=x=yの証明は、もし、x>yとしたら、
x'=x-α
y'=y+α
とすると、
p^2+q^2+r^2+s^2+x'^2+y'^2
=p^2+q^2+r^2+s^2+(x-α)^2+(y+α)^2
=126-2α(x-y-α)
よって、0<α<x-yとなるαを定めると、
p^2+q^2+r^2+s^2+x'^2+y'^2<126
となり、pは最大でも最小でもない。
(詳細は省きますが、上記と同じ論法でp+βとなるβ≠0の存在を示すことができます)
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