偏导数求极值问题
当绕边b旋转时,
V=(π/3)bc^2(sinA)^2
=(π/3)bc^2[1-(cosA)^2]
=(π/3)bc^2[1-(b^2+c^2-a^2)^2/(4b^2c^2)]
=(π/3)[4b^2c^2-(b^2+c^2-a^2)^2]/(4b)
=(π/3)×2p(2p-2a)(2p-2b)(2p-2c)/(4b)
=(4π/3)p(p-a)(p-b)(p-c)/b。
求满足条件a+b+c=2p下的极值,建立拉格朗日函数F=(4π/3)p(p-a)(p-b)(p-c)/b+λ(a+b+c-2p)F'=(-4π/3)p(p-b)(p-c)/b+λ=0,
①F'=(-4π/3)p(p-a)(p-b)/b+λ=0,
②F'=(4π/3)p(p-a)(p-c)(-p/b^2)+λ=0
③F'=a+b+c-2p=0
④比较①,②,得c=a,且λ=(4π/3)p(p-a)(p-b)/b,
将c=a代入④,得b=2(p-a),将λ,b代入③,整理得,4a^2-7ap+3p^2=0,解得a=3p/4,
或a=p(组不成三角形,舍去),则a=c=3p/4,b=p/2,V=(4π/3)p(p-a)(p-b)(p-c)/b=πp^3/12。
结论:当作为旋转轴的边长为p/2,另两边长为3p/4时,所得旋转体的体积最大,最大体积V=πp^3/12。
举例验证:
设△ABC周长为24,即p=12。
(1)按本方法a=c=9,b=6,V=(4π/3)p(p-a)(p-b)(p-c)/b=144π。
(2)等边三角形a=b=c=8,V=(4π/3)p(p-a)(p-b)(p-c)/b=128π,此时旋转体的体积比第一种情况小。
(3)直角三角形a=8,b=6,c=10,V=(π/3)×6^2×8=96π,V=(π/3)×8^2×6=128π,此时旋转体的体积均比第一种情况小。
扩展资料
举例:
利用偏导数求函数z=1-x2-y2极值:
∂z/∂x=-2x
∂z/∂y=-2y
令∂z/∂x=0∂z/∂y=0得:x=0y=0
∂2z/∂x2=-2∂2z/∂x∂y=0∂2z/∂y2=-2
在(0,0)A=-20
(0,0)是极大值点,极大值为z(0,0)=1。
2024-10-13 广告
fy(x,y)=-3y²+6y=0
解得
x1=-3 x2=1
y1=0 y2=2
x和y有四种组合 (-3,0) (-3,2) (1,0) (1,2)
A=fxx(x,y)=6x+6 B=fxy(x,y)=0 C=fyy=-6y+6
(-3,0) A=-12 B=0 C=6
AC-B²=-72<0 所以f(-3,0)不是极值
(-3,2) A=-12 B=0 C=-6
AC-B²=72>0 且A<0所以f(-3,2)是极大值
(1,0) A=12 B=0 C=6
AC-B²=72>0 且A>0所以f(1,0)是极小值
(1,2) A=12 B=0 C=-6
AC-B²=-72<0 且A>0所以f(1,2)不是极值
综上所述
所以改函数极大值为f(-3,2)=31
极小值为f(1,0)=-5
二元函数f(x,y)求偏导数,对x求偏导数时将y看作常量,求导;对y则将x看做常量。
2,性质:连续函数,取极值(最大值或最小值)时偏导数为零。
理解:一元函数,抛物线顶点处的导数都是0;
推广到二元函数,则是对x,对y的偏导数都为0;
多元一样。
反之,偏导数为0不一定是极值点,也可能是驻点。详细情况请翻书。
注:一般求最大最小值,考虑极值,左右端点值。