本题另解(初二的二次方程知识):
本题通用方法:全微分;本题步骤:
将所有条件等式全微分
用dz表示dx、dy
对要求极值的函数全微分,并将dx、dy用dz的表达式代入
由dz的系数(含x、y、z) = 0并联立条件解得稳定点
求稳定点的函数值并比较即可得极值;
本题完整解题过程:
虽然很多人点赞,但是踩的人也不少,
本题的解法可以用构造法,构造一个新的函数,但是大家看看网友“共同探讨55”的解题,满满一大篇,还离结果远着呢,而本人解法就 5 行,大家比较比较吧,还别说本人给出了一个更加简单的用初中二年级知识求解的方法,
本人微积分学的是江泽坚的数学分析,解题的理论依据,完全没有问题,
关于条件极值,变量 x、y、z,是有条件约束的,不是独立的变量,有一个条件,就可以减少一个变量,有两个条件就可以减少两个变量,这里有两个条件,所以问题的实质,求关于x、y、z 函数的极值,实际上就是求某一个变量的函数的极值,
如果还有人想踩,踩之前,应该把你们更高明的解法亮出来,否则算什么呀,
本解答经过修改、补充、完善。
就像你画的图,x,y,z是半径为3的球和x+y+z=3的平面相交得到的圆的点集。这个圆是过(3,0,0),(0,3,0),(0,0,3)的外接圆,半径为sqrt(6).将这个圆投影到x,y平面,就变成了长为sqrt(6),宽为sqrt(6)/2的椭圆,于是y-x的最大值就是与椭圆相切的y=x+a的a值。可以算出来这跟切线就是y=x向左上角45度角平移sqrt(6)的线。与y轴的交点就是sqrt(6)*sqrt(2)=2sqrt(3)。如图
z=3-(x+y)
x²+y²+[3-(x+y)]²=9
整理得x²+y²+xy-3(x+y)=0
作L=y-x+λ[x²+y²+xy-3(x+y)]
dL/dx=-1+λ(2x+y-3)=0
dL/dy=1+λ(2y+x-3)=0
dL/dλ=x²+y²+xy-3(x+y)=0
解得x=1+√3,y=1-√3或x=1-√3,y=1+√3
显然当x=1-√3,y=1+√3时,y-x有最大值2√3
给个正经点的解法,基于初中知识
x+y+z=3
x+y=3-z
x2+y2+2xy=9-6z+z2
x2+y2+2xy=x2+y2+z2-6z+z2
2xy=2z2-6z
(y-x)2=x2+y2-2xy
=x2+y2-2z2+6z
=9-3z2+6z
=-3(z2-2z-3)
=-3(z-3)(z+1)
由抛物线性质易知,z=1,即z取在-1与3中点处时,抛物线取到最小值。带入z=1得:
(y-x)2<=(-3)*(-2)*2=12
得max(y-x)=sqrt(12)=2sqrt(3)