(1)は一応、-2≦x+y≦2と解いたのですけど、(2)をどのように考えればよいのか分かりません😵
考え方というかヒントなどを教えていただきたいです🙏
คำตอบ
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⑴は⑵の誘導になっています。
x³+y³ は基本対称式( x+y と xy だけで表せる)ので, xy のとりうる範囲も⑴で求めちゃいましょう。
⑴u=x+y, v=xy とする。
x²+y²=2 より (x+y)²-2xy=2.
よって,u²-2v=2⇔v=u²/2-1…①.
また,解と係数の関係より x, y は 2 次方程式 t²-ut+v=0 の 2 解である。
x, y は実数であるから,判別式を D とすると D≥0.
ゆえに, u²-4v≥0⇔v≤u²/4…②.
uv 平面で,①の表すグラフ(緑)と②の表す領域(青)は下図のようになる。
よって,①,②を同時に満たす点 (u, v) のうち
u が最小となるのは点 A. u が最大となるのは点 B.
v が最小となるのは点 C. u なが最小となるのは点 A, B.
また,連続性から最小値・最大値の間の任意の値をとる。
したがって, -2≤u≤2, -1≤v≤1.
すなわち, -2≤x+y≤2, -1≤xy≤1.
②は冒頭とヒントだけ。
x³+y³=(x+y)³-3xy(x+y)=u³-3uv.
u を固定して, f(v)=-3uv+u³ (-1≤v≤1) とすると, f(v) は v の一次以下の関数だから, f(v) は定義域の端点で最小値・最大値をとる。
→ v だけを動かすから,最小値・最大値が u の式だけで表せる。
→さらにその u だけの式で最小値・最大値を考える。
誤字訂正: u なが最小…… となっているのは v が最大…… です。
すみません,⑵について訂正があります。
コメントで追加しますのでお待ちください。
⑵で私がとった方法は予選決勝法( 2 変数の場合に 1 変数を固定することで,固定しなかったもう 1 つの変数で最小・最大を表す)なんですが,この解法が有効なのは 2 変数が独立の場合でした。
今回は u と v の間に v=u²/2-1 (x²+y²=2 より ) という関係があるので従属です。
なので,
x³+y³=(x+y)³-3xy(x+y)=u³-3uv=u³-3u(u²/2-1)=-u³/2+3u.
f(u)=-u³/2+3u とおいて,微分すれば ok です。
回答ありがとうございます
参考にさせていただきます
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(1)はあっていますよ