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数学 高校生

2変数関数の最大,最小値の問題です。(1)、(2)ともに解説動画を見ても理解が出来ないので1から教えてください。

(1) x, yの関数 P=x2+3y²+4x-6y+2の最小値を求めよ。 (2)x,yの関数 Q=x²-2xy+2y2-2y+4x+6の最小値を求めよ。 指針 ,(1),(2), 最小値をとるときのx, yの値も示せ。 [(2) 類 摂南大] 基本79 (1)条件が示されていないから,x, yは互いに関係なく値をとる変数である。 このようなときは、次のように考えるとよい。 ① x, yのうちの一方の文字 (ここではyとする) を定数と考えて、Pをまずx の2次式とみる。 そして, Pを基本形(x)' q に変形。 ②残ったg(yの2次式) も、基本形 b(y-r) +sに変形。 ③ P=aX + by°+s (a>0,6> 0, sは定数) の形。 →Pは X=Y= 0 のとき最小値s をとる。 (2)xyの頃があるが, 方針は(1)と同じ。 Q-alx-(by+c)l+d(y-r)+s の形に変 形。 CHART ・条件式のない2変数関数 一方の文字を定数とみて処理 ! (1) P=x'+4x+3y²-6y+2 解答 =(x+2)-2'+3y-6y+2 -(x+2)+3(y-1)-3-12-2 =(x+2)+3(y-1)-5 まず, xについて基本形に。 次に, yについて基本形に。 P=aX2+bY2+s の形。 x, y は実数であるから (x+2)'≧0, (y-1)≧0 < (実数) 20 よって, Pはx+2= 0, y-1=0のとき最小となる。 ゆえに x=-2,y=1のとき最小値-5 (2) Q-x²-2xy+2y-2y+4x+6 x+2=0, y-1=0を解く と x=-2,y=1 =x-2(y-2)x+2y-2y+6 ={x-(y-2)}-(y-2)'+2y2-2y+6 =(x-y+2)'+y2+2y+2 =(x-y+2)^+(y+1)-1+2 =(x-y+2)+(y+1)+1 x, y は実数であるから (x-y+2)^≧0, (y+1)^≧0 よって, Q は x-y+2=0, y+1=0のとき最小では る。 x-y+2=0, y+1=0 を解くと x=-3, y=-1 x=-3, y=-1のとき最小値1 ゆえに 最小値をとるx, yの値は, 連立方程式の解。

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