[2007年] 求函数f(x,y)=x2+2y2一x2y2在区域D={(x,y)|x2+y2≤4,y≥0}上的最大值和最小值.

admin2021-01-15  6

问题 [2007年]  求函数f(x,y)=x2+2y2一x2y2在区域D={(x,y)|x2+y2≤4,y≥0}上的最大值和最小值.

选项

答案(1)先求D内的驻点及其函数值.由 [*] 得驻点 [*] 即f(x,y)在D内有2个驻点:[*],其函数值为f(Mi)=2(i=1,2). (2)求f(x,y)在D的边界上的最大值与最小值.D的边界 由Γ1和Γ2两部分所组成.在直线段Γ1上,有 [*] -2≤x≤2, y=0, 则 f(x,y)=x2, 此时f(x,y)的最小值为0,最大值为f(±2,0)=22=4. 在上半圆周Γ2:y2=4一x2(一2≤x≤2)上,有 f(x,y)=x2+2y2-x2y2=x2+2(4一x2)-x2(4一x2) =8—5x2+x4=(x2一5/2)2+7/4 (一2≤x≤2), 为方便计,令g(x)=(x2一5/2)2+7/4,则g’(x)=4x(x2一5/2),由g’(x)=0得到x1=0,x2,3=[*].而 g(x1)=g(0)=8,g(x2,3)=[*]=7/4,g(±2)=4, 于是f(x,y)在D的边界上的最大值为8,最小值为0. (3)比较(1)、(2)中所得的函数值知,f(x,y)在D上的最大值为8,最小值为0.

解析
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