您的当前位置:首页正文

高数多元函数微分学题:求函数z=xy在适合附加条件下x+y=1下的极大值,拜托了

2019-05-20 来源:吉趣旅游网

有网友碰到这样的问题“高数多元函数微分学题:求函数z=xy在适合附加条件下x+y=1下的极大值,拜托了”。小编为您整理了以下解决方案,希望对您有帮助:

解决方案1:

函数z=xy在适合附加条件下x+y=1下的极大值为1/4。

解:令f(x,y)=z=xy,g(x,y)=x+y-1,F(x,y)=f(x,y)+ag(x,y)=xy+a(x+y-1)

那么根据拉格朗日乘数法,可知要求z=xy的最大值,需先求F(x,y)的极值点。

分别对F(x,y)函数的x和y求导,并求出导数为零时的点,可得,

φF(x,y)/φx=y+a=0

φF(x,y)/φy=x+a=0

又x+y-1=0

通过方程组可求得,a=-1/2,x=1/2,y=1/2

那么当x=1/2,y=1/2时,z=xy可取最大值=1/2*1/2=1/4。

扩展资料:

1、拉格朗日乘数法的意义

给定二元函数z=ƒ(x,y)和附加条件g(x,y)=0,为寻找z=ƒ(x,y)在附加条件下的极值点,先做拉格朗日函数F(x,y,a)=f(x,y)+a*g(x,y)。其中a为参数。

分别求取F(x,y,a)对对x和y和λ的一阶偏导数等于零时x,y及a的值。然后根据极大值或者极小值从而求出z=ƒ(x,y)和附加条件g(x,y)=0下的极值。

2、求极值的步骤

(1)做拉格朗日函数L=f(x,y,z)+λφ(x,y,z),λ称拉格朗日乘数。

(2)求L分别对x,y,z,λ求偏导,得方程组,求出驻点P(x,y,z)。

(3) 把驻点坐标代入求取极值。

参考资料来源:百度百科-拉格朗日乘数法

解决方案2:

x+y=1得y=-x+1;代入函数得
z=-x^2+x;
因为二次项系数为-1,小于0,有极大值.
当x=-b/2a=1/2时,y=-x+1=1/2.
z有极大值1/4.

解决方案3:

极大值是1/4。

从附件条件中解得y=1-x,x的取值任意。
代入z=xy中,得z=x(1-x)=-x^2+x=-(x-1/2)^2+1/4≤1/4,当z=1/2时z取得极大值1/4,此时y=1-x=1/2。
所以,z=xy在附加条件x+y=1下的极大值是1/4。

解决方案4:

方法1:转化为单变量求导:
z=xy,x+y=1
代入得z=x-x²有极大值。
导数z'=1-2x,
极值时z'=0,
x=1/2,
此时z=1/4。
方法二:拉格朗日乘数法
设给定二元函数z=ƒ(x,y)【此题即z=xy】和附加条件φ(x,y)=0【此题即x+y-1=0】,为寻找z=ƒ(x,y)在附加条件下的极值点,先做拉格朗日函数L=f(x,y,z)+λφ(x,y,z),其中λ为参数。求L(x,y)对x和y的一阶偏导数,令它们等于零,并与附加条件联立。
L=xy+λ(x+y-1)
Lx'(x,y)=y+λ=0
Ly'(x,y)=x+λ=0
x+y-1=0
解得x=y=1/2,λ=-1/2,
则极值为z=1/2×1/2=1/4 。

显示全文