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设有一小山,取它的底面所在的平面为xOy坐标面,其底部所占的区域为D={(x,y|x2+y2-xy=≤75},小山的高度函数为h(x,y)=75-x2-y2+xy。 现欲利用此小山开展攀岩活动,为此需要在山脚寻找一上山坡度最大的点作为攀登的起点,也就是说
设有一小山,取它的底面所在的平面为xOy坐标面,其底部所占的区域为D={(x,y|x2+y2-xy=≤75},小山的高度函数为h(x,y)=75-x2-y2+xy。 现欲利用此小山开展攀岩活动,为此需要在山脚寻找一上山坡度最大的点作为攀登的起点,也就是说
admin
2018-12-27
41
问题
设有一小山,取它的底面所在的平面为xOy坐标面,其底部所占的区域为D={(x,y|x
2
+y
2
-xy=≤75},小山的高度函数为h(x,y)=75-x
2
-y
2
+xy。
现欲利用此小山开展攀岩活动,为此需要在山脚寻找一上山坡度最大的点作为攀登的起点,也就是说,要在D的边界曲线x
2
+y
2
-xy=75上找出使上题中的g(x,y)达到最大值的点,试确定攀登起点的位置。
选项
答案
求g(x,y)在条件x
2
+y
2
-xy-75=0下的最大值点与求g
2
(x,y)=(y-2x)
2
+(x-2y)
2
=5x
2
+5y
2
=8xy在条件x
2
+y
2
-xy-75=0下的最大值点等价。这是求解条件最值问题,用拉格朗日乘数法。构造拉格朗日函数 L(x,y,λ)=5x
2
+5y
2
-8xy+λ(x
2
+y
2
-xy-75), 则有 [*] 联立(1),(2)解得y=-x,λ=-6或y=x,λ=-2。 若y=-x,则由(3)式得3x
2
=75,即x=±5,[*] 若y=x,则由(3)式得x
2
=75,即[*] 于是得可能的条件极值点 [*] 现比较f(x,y)=g
2
(x,y)=5x
2
+5y
2
—8xy在这些点的函数值,有 f(M
1
)=f(M
2
)=450,f(M
3
)=f(M
4
)=150。 因为实际问题存在最大值,而最大值又只可能在M
1
,M
2
,M
3
,M
4
中取到。所以g
2
(x,y)在M
1
,M
2
取得边界线D上的最大值,即M
1
,M
2
可作为攀登的起点。
解析
转载请注明原文地址:https://kaotiyun.com/show/YhM4777K
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考研数学一
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