Назад СССР in Maple Вперёд

ФУНКЦИЯ  ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ

Задача 5 :: Найти наибольшее и наименьшее значения функции z = `+`(`*`(3, `*`(x)), y, `-`(`*`(x, `*`(y))))  в области D; -1y = x, y = 4, x = 0.


2D-Function
 

Функция  z = `+`(`*`(3, `*`(x)), y, `-`(`*`(x, `*`(y))))  определена на всей действительной плоскости xy.

Область D - прямоугольный треугольник, ограниченный прямыми  y = x, y = 4, x = 0.
Image

1) Находим стационарные точки внутри области D:

и систему для определения стационарной точки:

Стационарная точка ,

поэтому вычисляем в ней значение функции:`and`(z(1, 3) = `+`(`+`(3, 3), `-`(3)), `+`(`+`(3, 3), `-`(3)) = 3)

2) Исследуем функцию на границе области, которая представляет из себя прямоугольный треугольник.

Выразим одну переменную через другую:
y = x

Подставим значение y = x в функцию z = f(x, y)

и получим функцию одной переменной:
`and`(Z(x) = `+`(`+`(`+`(`*`(3, `*`(x))), x), `-`(`*`(x, x))), `and`(`+`(`+`(`+`(`*`(3, `*`(x))), x), `-`(`*`(x, x))) = `+`(`*`(4, `*`(x)), `-`(`*`(`^`(x, 2)))), `and`(`+`(`*`(4, `*`(x)), `-`(`*`(`^`(...

Необходимо найти наибольшее и наименьшее значения этой функций на отрезке `and`(`<=`(0, x), `<=`(x, 4))

Находим критические точки:`and`(diff(Z(x), x) = `+`(`-`(`*`(2, `*`(x))), 4), `+`(`-`(`*`(2, `*`(x))), 4) = `+`(`-`(`*`(2, `+`(x, `-`(2))))))

Критическая точка: x = 2 - абсцисса вершины параболы   Z = `+`(`-`(`*`(`^`(`+`(x, `-`(2)), 2))), 4). 

Вычисляем значения функций в критической точке и на концах отрезка [0;4]: 

Z[1](2) = 4 

Z[2](0) = 0 

Z[3](4) = 0 

Из всех полученных значений выбираем наименьшее и наибольшее. 

Наибольшим значением функции z = `+`(`*`(3, `*`(x)), y, `-`(`*`(x, `*`(y)))) в прямоугольном треугольнике,

ограниченном прямыми  y = x, y = 4, x = 0, является: 

 

Наименьшим значением функции z = `+`(`*`(3, `*`(x)), y, `-`(`*`(x, `*`(y)))) в прямоугольном треугольнике,

ограниченном прямыми  y = x, y = 4, x = 0, является: 

 

Замечание: Легко видеть, что , однако точка  B (4;0) не принадлежит исследуемой области. 

Проверка 

2D-Function  

minimize(`+`(`*`(3, `*`(x)), y, `-`(`*`(x, `*`(y)))), x = 0 .. 4, y = 0 .. 4, location); 1; maximize(`+`(`*`(3, `*`(x)), y, `-`(`*`(x, `*`(y)))), x = 0 .. 4, y = 0 .. 4, location); 1

0, {[{x = 0, y = 0}, 0], [{x = 4, y = 4}, 0]}

12, {[{x = 4, y = 0}, 12]}

Disclaimer:
This web site has been independently produced and is not affiliated with Maplesoft,
or their web site at www.maplesoft.com.