作者chemmachine (chemmachine)
看板Math
标题Re: [中学] 代数
时间Sun Jul 15 20:56:08 2018
※ 引述《magiclass (魔数学堂)》之铭言:
: a,b为实数,试证:
: 若a^3+b^3≦2,则a+b≦2
考虑f=a+b这个二元连续可微函数restricted on a^3+b^3<=2这个区域。
将a^3+b^3<=2拆解为a^3+b^3<2和a^3+b^3=2两个区域。
先看f=a+b在a^3+b^3<2
partial f/partial a= partial f/partial b=0没有critical point
所以极值不发生在a^3+b^3<2这个开区域。
现在考虑f=a+b restricted on a^3+b^3=2,是拉格朗日乘子法适用条件
f=a+b+lumbda(a^3+b^3-2)
partial f/partial a=1+lumbda3a^2=0
partial f/partial b=1+lumbda3b^2=0
partial f/partial lumbda=a^3+b^3-2=0
解此方程组,相减得a=b,a=-b,lumbda=0
a=-b无解,lumbda=0无解,故a=b
解得a=b=1
故知(a,b,f)=(1,1,2)为一critical point。可能为极小值、鞍点、极大值。
因原方程a可趋近负无限大,b可趋近负无限大,故
(a,b,f)只可能为鞍点或极大值。
判断含限制式之海森矩阵为正定、负定或不定矩阵来判别鞍点或极大值,较复杂略
过此步骤。
用消元法f=a+b,a^3+b^3=2,因a,b为实数,
可设b=三次根号2-a^3
故f=a+三次根号2-a^3 没有限制式。
f'(a)=0解得a=1为critical point
f"(a)=4/3(a^4+a)/(a^3-2)^3
f"(1)<0故a=1为极大值,故(a,b,f)=(1,1,2)为f极大值
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