數學
高中
已解決

求詳解,拜託🙏

學生 21 若(x-3)'+(y-4)² = 4,求3x-4y之最大值M=____,最小值m= 什 21-24---

解答

✨ 最佳解答 ✨

這種題目有很多作法。

(1)可行解區域概念(線性規劃部分)

因為(x, y) 被限制在是圓上的點
所以利用平行線3x–4y=k去平移之後(由上往下)
可以知道最大值(最小值)會發生在可行解區域的頂點
(因為這裡是圓,所以會發生在相切的情況)

那麼,先求出3x–4y=k與圓相切的情況。

因為相切的時候,切點距離圓心(3,4)的距離為半徑2
所以根據點到距離公式
|3×3–4×4–k| / √3²+(–4)² = 2
|–7–k|=10
k=3或–17

因此,圓與 3x–4y=–17 以及 3x–4y=3 相切。
此時已經求出了3x–4y的最小值與最大值。

(2)柯西不等式
用這個方法,可以不用用到幾何或是可行解的概念
用不等式來解決。

構架柯西不等式之形式得到
[(x–3)²+(y–4)²]•[3²+(–4)²]≥[3(x–3)–4(y–4)]²
整理得到
100≥(3x–4y+7)²
開平方根得到
–10≤3x–4y+7≤10
–17≤3x–4y≤3
也同樣求出來了。

可知

(3)微積分方法
可以用隱函數微分法求圓的某一點切線方程式。
高中不會教,這裡作法省略。

(4)代數方法
同樣的你要求圓的切線方程式,
可以把 3x–4y=k 用 y=(3x–k)/4
代入圓方程式,經過一長傳計算整理得到
x的一元二次方程式,是一個重根的方程式

利用判別式等於0,
又可以得到k一元二次方程式,
所以理論上又解出k=–17, 3

但是這方法真的是在考計算能力
要算出k值真的很不簡單。

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