试题与答案

求二元函数z(x,y)=x2+48xy+32y2在区域D=(x,y)|x2+4y2≤

题型:问答题

题目:

求二元函数z(x,y)=x2+48xy+32y2在区域D=(x,y)|x2+4y2≤25上的最大值与最小值。

答案:

参考答案:首先求函数z(x,y)在区域D内的驻点及驻点处的函数值,令
[*]
可得z(x,y)在区域D内有唯一驻点(0,0),且在驻点处z(0,0)=0。
其次,求函数z(x,y)在区域D的边界x2+4y2=25即x2+4y2-25=0上的最大值与最小值,可用拉格朗日乘数法求解,为此引入拉格朗日函数F(x,y,A)=x2+48xy+32y2+λ(x2+4y2-25),并求它的驻点,即求如下方程组的非零解:
[*]
由代数知识可得方程组①与②存在非零解的充分必要条件是系数行列式
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解出可得λ1=8,λ2=-17,对应于λ1=8方程①与方程②变成3x+8y=0,把它代入方程③可解出两个驻点[*]与[*]对应于λ2=-17方程①与方程②变成2x-3y=0,把它代入方程③可解出两个驻点P3=(3,2)与P4=(-3,-2)。
计算函数z(x,y)在区域D的边界上四个驻点处的函数值可得:[*][*],把这四个函数值与z(0,0)=0比较,即知二元函数z(x,y)=x2+48xy+32y2在区域D={(x,y)|x2+4y2≤25

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