[2006年] 设f(x,y)与φ(z,y)均为可微函数,且φy’(x,y)≠0,已知(x0,y0)是f(x,y)在约束条件φ(x,Y)=0下的一个极值点,下列选项正确的是( ).

admin2021-01-25  34

问题 [2006年]  设f(x,y)与φ(z,y)均为可微函数,且φy’(x,y)≠0,已知(x0,y0)是f(x,y)在约束条件φ(x,Y)=0下的一个极值点,下列选项正确的是(    ).

选项 A、若fx’(x0,y0)=0,则fy’(x0,y0)=0
B、若fx’(x0,y0)=0, 则f’y(x0,y0)≠0
C、若fx’(x0,y0)≠0,则fy’(x0,y0)=0
D、若fx’(x0,y0)≠0,则f’y(x0,y0)≠0

答案D

解析 解一  由拉格朗日乘数法知,若(x0,y0)是f(x,y)在条件φ(x,y)=0下的极值点,则必有
            fx’(x0,y0)+λφx’(x0,y0)=0,    ①
            fx’(x0,y0)+λφx’(x0,y0)=0.    ②
    若fx’(x0,y0)≠0,由式①知λ≠0.又由题设有φy’(x0,y0)≠0,再由式②知fy’(x0,y0)≠0.仅(D)入选.
    解二  构造拉格朗日函数F(x,y,λ)=f(x,y)+λφ(x,y),并记对应于极值点(x0,y0)处的参数的值为λ0,则
                  
由式③与式④消去λ0得到
        fx’(x0,y0)/φx’(0,y0)=一λ0=f’y(x0,y0)/φ’y(x0,y0).
即    f’x(x0,y0)φ’y(x0,y0)一fy’(x0,y0x’(x0,y0)=0.
    整理得
    若fx’(x0,y0)≠0,则由式③知,φx’(x0,y0)≠0.因而fy’(x0,y0)≠0.仅(D)入选.
    解三  由题设φy’(x,y)≠0知,φ(x,y)=0确定隐函数y=y(x).将其代入f(x,y)中得到f(x,y(x)).此为一元复合函数.
    在φ(x,y)=0两边对x求导,得到
           
因f(x,y(x))在x=x0处取得极值,由其必要条件得到f’x+fy’y’=fx’+fy’(一φx’/φy’)=0.因而当fx’(x0,y0)≠0时,必有fy’(x0,y0)≠0.仅(D)入选.
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