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98 台灣大學微積分(C) 第 4 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分C

98學年度 · 98台大微積分C · 第 4 題

題目

Problem

IV. (15%)(15\%) Find all absolutely extreme values of the function

f(x,y)=x2+3y2+yf(x,y)=x^2+3y^2+y

subject to the constraint

x2+y2≤1.x^2+y^2\le 1.

解答

解法一

思路

展開
  • 閉圓盤上連續函數必有全域極值;先找內部臨界點,再檢查圓周邊界。

答題過程

展開 fx=2x,fy=6y+1.f_x=2x,\qquad f_y=6y+1.

內部臨界點為 (0,−1/6)(0,-1/6),函數值為 −1/12-1/12。在邊界 x2+y2=1x^2+y^2=1 上,

f=1+2y2+y,−1≤y≤1.f=1+2y^2+y,\qquad -1\le y\le1.

此二次式開口向上,端點值分別為 2,42,4;其最小值 −1/8-1/8 大於內部的 −1/12-1/12。故

最小值 −112 於 (0,−16),最大值 4 於 (0,1)。\boxed{\text{最小值 }-\frac1{12}\text{ 於 }(0,-\frac16),\quad \text{最大值 }4\text{ 於 }(0,1)。}