実数x,y,zが条件x+2y+3z=1を みたすとき、x^2+4y^2+9z^2の 最小値とそのときのx,y,zを 求めよ。
コーシーシュワルツの不等式を 使うらしいのですが解き方が よくわかりません。 教えてください。
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No.13265 - 2011/02/26(Sat) 14:31:38
| ☆ Re: 数2 / ヨッシー | | | コーシーシュワルツの不等式は必須なのでしょうか?
使わないでも良いなら、 X=x,Y−2y,Z=3z とおくと、 X+Y+Z=1 のとき X2+Y2+Z2 の最小値 ということになりますが、 球X2+Y2+Z2=k2 が 平面X+Y+Z=1と、共有点を持ちながら、半径kを最小にするには? と考えると、 球が、平面に接するときが、半径最小で、そのとき接点と 原点を結ぶ線は、平面に垂直なので、接点Pについて、 OPは、平面の法線ベクトル(1,1,1) と平行なので、 Pの座標は、(t,t,t) と書けます。 X+Y+Z=1 に代入して、t=1/3 。 よって、X=Y=Z=1/3 のとき、 X2+Y2+Z2は、最小値1/3 を持ちます。 このとき、x=1/3, y=1/6, z=1/9 となります。
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No.13266 - 2011/02/26(Sat) 15:12:18 |
| ☆ Re: 数2 / angel | | | ベクトル u,v に関するコーシー・シュワルツの不等式 |u・v|≦|u||v| ( 等号成立はu,vが平行 ) に対して、 u=(1,1,1), v=(x,2y,3z) を適用すれば、 |x+2y+3z|≦√(3(x^2+4y^2+9z^2)) ( 等号成立は x=2y=3z ) となりますから、x+2y+3z=1 という前提から、 1≦√( 3(x^2+4y^2+9z^2) ) ( 等号成立は x=2y=3z=1/3 ) ということで、x^2+4y^2+9z^2 の最小値1/3、そのとき x=1/3,y=1/6,z=1/9 が導き出せます。
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No.13267 - 2011/02/26(Sat) 15:38:06 |
| ☆ Re: 数2 / まっちょ | | | どちらも丁寧な説明ありがとう ございます! 理解できました!
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No.13277 - 2011/02/27(Sun) 17:47:38 |
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