重要 例題119 2変数関数の最大·最小 (4)
OOOO0
宝数x, yがx°+y?=2 を満たすとき, 2x+yのとりうる値の最大値と最小値を
求めよ。また,そのときのx, yの値を求めよ。
[類南山大)
基本 98
指針>条件式は文字を減らす方針でいきたいが, 条件式x°+y°=2から文字を減らしても,
2x+yはx, yについての1次式であるからうまくいかない。
そこで,2x+y=tとおき, これを条件式とみて文字を減らす。
計算しやすいように y=t-2x として yを消去し, x+y?=2 に代入すると
x+(t-2x)°=2 となり, xの2次方程式 になる。
この方程式が実数解をもつ条件を利用すると, tのとりうる値の範囲が求められる。
Rot
実数解をもつ→ D20
の利用。
ーバグのグ
のグラフか
CHART 最大·最小 =t とおいて, 実数解をもつ条件利用
THAHO
解答
2x+y=tとおくと
の
参考 実数 a, 6, x, yにつ
いて,次の不等式が成り立つ
(コーシー·シュワルツの不
等式)。 >x [S)
ソ=t-2x
これをx+y°=2に代入すると
x°+(t-2x)°=2
5x2-4tx+t?-2=0
整理すると
このxについての2次方程式②が実数解をもつための条件は,
2の判別式をDとすると
[等号成立は ay=bx]
D20
a=2, b=1を代入すると
D
ここで
ニ=(-2t)-5(-2)=-(2-10)さるあり (
x°+y?=2 であるから
文モー
(2x+y)°<10
よって>-E
D20から
t2-10<0
これを解いて
ー/10 Sts/10
ち 10 <2x+y<V10
-4t _1
2t
(等号成立はx=2yのとき)
このようにして,左と同じ答
えを導くことができる。
t=+V10 のとき D=0 で, ② は重解x=
をもつ。
5
2-5
t=±/10 のとき
x=±
5
2/10
/10
のから y=±
5
(複号同順)
したがって
x=
5
2/10
10
のとき最大値、10
5
ソミ
xミー
5
2/10
V10
のとき最小値 -V10
5
ま
ソミー