求二元函数z=f(x,y)=x2y(4-x-y)在由直线x+y=6,x轴和y轴所围成的闭区间D的极值、最大值、最小值

2025-05-07 23:25:23
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回答1:


∵z=f(x,y)=x2y(4-x-y),

z
=2xy(4?x?y)?x2y,
 
z
x2(4?x?y)?x2y

令:
z
z
=0

解得:x=0(0≤y≤6)以及(4,0)、(2,1)
又点(4,0)和线段x=0(0≤y≤6)是在区域D的边界上,只有点(2,1)在区域的内部,
因此,只有(2,1)是可能的极值点,
又:
z
=8y?6xy?2y2

z
=8x?3x2?4xy

z
=?2x2

∴在点(2,1)处
A=[8y-6xy-2y2]|(2,1)=-6<0,
B=[8x-3x2-4xy]|(2,1)=-4,
C=[-2x2]|(2,1)=-8,
∴AC-B2=16-48<0,且A<0,
∴点(2,1)是极大值点,z=f(2,1)=4就是极大值,
而在边界x=0(0≤y≤6)和y=0(0≤x≤6)上,有f(x,y)=0,
在边界x+y=6上,将y=6-x代入到z=f(x,y)中,得:
z=2x3-12x2(0≤x≤6),
此时:z′=6x2-24x,
令:z′=0,解得:x=0,x=4,
而z′(0)=6,(0,6)在边界上,已讨论,
又:z″|x=4=12x-24|x=4=24>0
因此点(4,2)是边界上的极小值点,极小值为:f(4,2)=-64,
比较f(2,1)=4,f(4,2)=-64和边界x=0(0≤y≤6)和y=0(0≤x≤6)上f(x,y)=0,
则:
最大值为:f(2,1)=4,最小值为:f(4,2)=-64.

回答2:

简单计算一下即可,答案如图所示