高等数学-多元函数极值
1、求下列函数极值
22zxy,,,,121) 函数。 ,,,,
,z,,,,210x,,,x,1,x,,解:解方程组得 ,,,zy,2,,,,,220y,,,y,,
222,,,zzz, ABC,,,,,,2,0,222,,,,xxyy
20因为,所以在点处函数取极小值。 1,2ACBA,,,,40,0,,
222) 函数。 zxxyyxy,,,,,2
,z,,,,,220xy,x,1,x,,解:解方程组得 ,,,zy,0,,,,,,,xy210,y,,
222,,,zzz, ABC,,,,,,,2,1,222,,,,xxyy
2,11,0因为,所以在点处函数取极小值。 ACBA,,,,30,0,,
44223) 函数。 zxyxxyy,,,,,2
,z,3,,,,4220xxy,xxx,,,,101,x,,,,解:解方程组得 ,,,,,,,z3yyy,,,,101,,,,,,,,4220yxy,y,,
222,,,zzz22, AxBCy,,,,,,,,,122,2,12222,,,,xxyy
当时, xy,,1,1
2,21,1因为,所以在点处函数取极小值。 ACBA,,,,960,0,,当xy,,,,1,1时,
2,2,,1,1因为,所以在点处函数取极小值。 ACBA,,,,960,0,,xy,,0,0当时,
422因为,所以充分条件无法判断。但注意到,当时,zxx,,24xy,ACB,,0
4x,0x,0是极大值点;当时,是极小值点,所以不是zx,20,0xy,,,,
4422的极值点。 zxyxxyy,,,,,2
22zxy,,,14) 函数。
,zx,,,0,22,xxy,,解:解方程组得此方程组无解,但函数存在一点处不可导。 0,0,,,,zy,,,022,,yxy,,
2211,,,xy因为,且在点处函数值为1,所以在点处函数取极大值1。 0,00,0,,,,
2222222Dxyxyy,,,,,4,0、求函数fxyxyxy,2,,,在区域上的最大值,,,,,,
和最小值。
D解:1)在的内部时,
,z,2,,,220xxy,,,,x,xx,,,22,,解方程组得; ,,,,,z2yy,,11,,,,,,,,420yxy,y,,
2fxx,0, 2)时, yx,,,,0,22,,
此时最大值为4,最小值为0;
2224222fxyyyyyyy,4434,0,2,,,,,,,, 3)时, xyy,,,4,0,,,,,,
7 此时最大值为8最小值为; 4
8综上可得,时,取最大值,当时,取最小值0。 xy,,0,2xy,,0,0
V3、已知容积为的开顶长方体,当其尺寸怎样时,有最小
表
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面积。
Sxyz,,解: 设长方体长、宽、高分别为,设以上长方体表面积为,则有
Sxyxzyz,,,2 ,,
FxyzxyxzyzxyzV,,,2,,,,,,,设,解方程组 ,,,,,,
,Fyzyz,,,,20,,x3,xV,2,Fxzxz,,,,20,,y,,323得解,所求最下表面积为。 SV,34yV,2,,Fxyxy,,,,20,,,z,,32V,,z,FxyzV,,,0,,,,2
222,x,y,R4、求椭圆的长半轴和短半轴。 ,xyz,,,1,
解:注意此椭圆的中心坐标为,设椭圆上任意点坐标为 ,,,,0,0,1x,y,z
222,,d,x,y,z,1所谓长半轴和短半轴无非就是的最大值和最小值。
222222考虑函数 ,,,,,,,,Fx,y,z,,,,,x,y,z,1,,x,y,R,,x,y,z,1
,,22,,,F,2x,2x,,0xx,,Rx,,R,,,22,,,,F,2y,2y,,0y,,,22,,,,F,2z,1,,0y,,R解方程组得y,,R和 ,,,z22,,,222F,x,y,R,0,z,1,,,z,1,2R,,,,,,,1,0Fxyz,,,,
22,,,,2222,,,,因为 ,,,R,,R,1,2R,1,3R,,,,22,,,,
22,,,,2222,,,, ,,,R,,R,1,1,R,,,,22,,,,
所以长半轴和短半轴分别为。 3R,R
222222FxyxyxyxyR,,,,,,,,,,,方法二、考虑 ,,,,,,