求函数f(x,y)=x2+xy+y2在闭区域D={(x,y)|x2+y2≤1}上的最大值和最小值。

admin2017-12-01  0

问题 求函数f(x,y)=x2+xy+y2在闭区域D={(x,y)|x2+y2≤1}上的最大值和最小值。

选项

答案由于所给的区域D是闭区域(包括边界),故属于混合型的情况。 先考虑函数f(x,y)在区域D内部{(x,y)|x2+y2<1}的极值,这属于无条件极值,解线性方程组 [*] 得x=0,y=0。 在(0,0)点,有fxx’’=2>0,fxy’’=1,fyy’’=2, 因此fxx’’fyy’’-fyy’’2>0, 所以(0,0)点是函数的极小值点,极小值为f(0,0)=0。 再考虑函数f(x,y)在区域D的边界{(x,y)|x2+y2=1}上的极值,这是条件极值问题,作拉格朗日函数 L(x,y,t)=x2+xy+y2一t(x2+y2—1), 求偏导得方程组 [*] 将第一式乘以x,第二式乘以y然后相加,结合第三式得到 f(x,y)=t(x2+y2)=t。 由x2+y2=1可知,二元一次方程组[*]有非零解,故系数行列式等于零,即 4t2—8t+3=0, 解得[*]。 由于连续函数在闭区间上必可取到最大值和最小值,故f(x,y)在边界上的最大值为[*]。 综上所述,f(x,y)在闭区域D上的最大值为[*],最小值为0。

解析
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