问答题 已知函数f(x,y)=x+y+xy,曲线C:x 2 +y 2 +xy=3,求f(x,y)在曲线C上的最大方向导数。
【正确答案】
【答案解析】解:f(x,y)沿着梯度方向的方向导数最大,且最大值为梯度的模。
因为f" x (x,y)=1+y,f" y (x,y)=1+x,故gradf(x,y)=(1+y,1+x),
模为 ,此题目转化为求函数 在约束条件C:x 2 +y 2 +xy=3下的最大值,即为条件极值问题。
为了计算简单,可以转化为求d(x,y)=(1+y) 2 +(1+x) 2 在约束条件C:x 2 +y 2 +xy=3下的最大值。
构造函数:F(x,y,λ)=(1+y) 2 +(1+x) 2 +λ(x 2 +y 2 +xy-3),

得到M 1 {1,1},M 2 {-1,-1},M 3 {2,-1},M 4 {-1,2}。
因此,d{M 1 }=8,d{M 2 }=0,d{M 3 }=9,d{M 4 }=9,
故f(x,y)在曲线C上的最大方向导数为