解答题 18.求函数f(x,y)=x2+xy+y2在闭区域D={(x,y)|x2+y2≤1}上的最大值和最小值。
【正确答案】由于所给的区域D是闭区域(包括边界),故属于混合型的情况。
先考虑函数f(x,y)在区域D内部{(x,y)|x2+y2<1}的极值,这属于无条件极值,
解线性方程组

得 x=0,y=0。
在(0,0)点,有 f”xx=2>0,f”xy=1,f”yy=2,
因为 f”xxf”yy-f”yy>0,
所以(0,0)点是函数的极小值点,极小值为f(0,0)=0。
再考虑函数f(x,y)在区域D的边界{(x,y)|x2+y2=1}上的极值,这是条件极值问题,作拉格朗日函数
L(x,y,t)=x2+xy+y2-t(x2+y2-1),
求偏导得方程组

将第一式乘以x,第二式乘以y然后相加,结合第三式得到
f(x,y)=t(x2+y2)=t。
由x2+y2=1可知,二元一次方程组
有非零解,故系数行列式等于零,即
4t2-8t+3=0,
解得
由于连续函数在闭区间上必可取到最大值和最小值,故f(x,y)在边界上的最大值为,最小值为
综上所述,f(x,y)在闭区域D上的最大值为
【答案解析】