Страница сетевой поддержки учеников Тимура Юрьевича Альпина

02.04.2015

Демидович, № 3655

Filed under: мат. ан. сем. 2,Решения — Shine @ 7:40 пп

Найти экстремумы функции

z = x-+ y-
    a   b
(1)

при условии

x2 + y2 = 1
(2)

Для нахождения стационарных точек составим функцию Лагранжа

             x-  y-   ( 2   2   )
L = z + λφ = a + b + λ x + y − 1

и приравняем её дифференциал к нулю

     (       )     (        )
       1-            1            ( 2   2   )
dL =   a + 2xλ dx+   b + 2yλ  dy + x  + y − 1 dλ = 0.

Отсюда получим систему

(   -1
{   a1+ 2xλ = 0
(   2b + 22yλ = 0
   x + y − 1 = 0,

которую далее будем решать:

(       x = − -1-
{       y = − 2λa1-
( (-1-)2  (1--2λ)b2
   2λa  +  2λb  − 1 = 0

1-  -1     2
a2 + b2 = 4λ

      2   2
4λ2 = b-+2a2-
       ab

     √ ------
     --b2 +-a2
λ = ±   2ab

1-= ± √-2ab---
λ      b2 + a2

Получаем две точки:

{         b        {        b
   x = − √b2+a2,      x = √b2+a2,
   y = − √ba2+a2;      y = √ba2+a2.

Для выяснения характера найденных стационарных точек нам потребуется второй дифференциал z  при условии (2). Из последнего, найдя дифференциал от обеих частей, мы получим, что

xdx + ydy = 0,

      x
dy = − ydx.
(3)

Первый дифференциал функции z  при наложении этого условия будет таков:

                          (       )
    dx-  dy   dx-  x-dx-   1-  x-1
dz = a +  b =  a − y b  =  a − y b dx

С полученным снова совершим те же действия, т.е. найдём дифференциал и учтём (3), и таким образом найдём второй дифференциал:

       (1   x 1)       dx x     dx ydx − xdy   xdy − ydx dx
d2z = d --− ---  dx = −--d--= − -------2----= ----2-------=
        a   y b         b y      b    y          y      b

    x2                        2
= −-y-dx−-ydx-dx= − x2-+y2-(dx-)-
       y2     b       y3     b

Для определения экстремумов мы должны проверить знак  2
d z  в стационарных точках. Для всех стац. точек выполняется (2), и

             2
d2z = −-13 (dx-).
       y    b

Подставим y  . Точка первая:

        a        1     √b2-+-a23
y = − √-2---2    -3 = −----3----
       b + a     y        a

 2    √b2 +-a23(dx)2
d z = ---a2-----ab-

Если a  и b  имеют один знак, d2z > 0  и точка (               )
 −√b2b+a2,− √ba2+a2- - точка условного минимума; если разные - условного максимума.

Точка вторая:

                     √------3
    ---a----    1-   -b2 +-a2-
y = √b2-+-a2    y3 =    a3

       √ ------3
d2z = −--b2 +-a2-(dx)2
           a2     ab

Если a  и b  имеют один знак,  2
d z < 0  и точка (---b-- --a---)
 √b2+a2,√b2+a2 - точка условного максимума; если разные - условного минимума.

Комментариев нет »

No comments yet.

RSS feed for comments on this post.

Leave a comment

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Хостингом угостил Вадим "Moose" Калинников