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記事No.76514に関するスレッドです

条件付き最適化問題です。 / ぴ
x^2+y^2=1のもとで f(x,y)=x^3+y^3の最大値と最小値を求める計算です。

答えは(プラスマイナス1/√2,プラスマイナス1/√2)のとき最大値は1/√2
(マイナスプラス1/√2,マイナスプラス1/√2)のとき最小値は-1/√2

これで合っていますか?

No.76510 - 2021/07/08(Thu) 05:14:10

Re: 条件付き最適化問題です。 / ヨッシー
少なくとも
 (x,y)=(1,0) のとき f(x,y)=1
 (x,y)=(−1,0) のとき f(x,y)=−1
なので、違うと思います。

No.76512 - 2021/07/08(Thu) 06:18:23

Re: 条件付き最適化問題です。 / 関数電卓
 fx=x(3x−2λ)=0 から x=0, 2λ/3
 fy=y(3y−2λ)=0 から y=0, 2λ/3
x^2+y^2=1 とから
 (x,y)=(0,±1),(±1,0),(±1/√2,±1/√2)
の6点が極値の候補で,ここから増減を調べて最大・最小を決定する。
…のだが,この作業は大変。
こんなことをするくらいなら,最初から

 f(x,y)=x^3+y^3 …(1), x^2+y^2=1 …(2)
x+y=u と置くと,(2)とから −√2≦u≦√2 …(3)
 u^2=x^2+2xy+y^2=1+2xy ∴ xy=(u^2−1)/2
 f(x,y)=(x+y)(x^2−xy+y^2)=u(1−(u^2−1)/2)=−u^3/2+3/2・u=f(u) …(4)
の(3)での最大・最小を微分で求める方が早い。

※ x=cosθ,y=sinθ と置く方法もある。

No.76514 - 2021/07/08(Thu) 15:54:10