解答题 38.[2013年] 求曲线x3一xy+y3=1(x≥0,y≥0)上的点到坐标原点的最长距离与最短距离.
【正确答案】 曲线上的点(x,y)到坐标原点的距离为d=,其最长距离dmax与最短距离dmin就是d=
在条件x3一xy+y3=1(x≥0,y≥0)下的最大值与最小值.显然用拉格朗日函数法求之.
因d=与f(x,y)=x2+y2在相同点取得最值,故可令拉格朗日函数为
F(x,y,λ)=x2+y2+λ(x3一xy+y3一1)
先求驻点,为此解方程组:
=2x+λ(3x2一y)=0, ①
=2y+λ(一x+3y2)=0, ②
=x3一xy+y3一1=0. ③
将①×y2一②×x2得到2xy(y—x)+λ(x—y)(x2+xy+y2)=0,因此得到x=y.
将y=x代入式③得到
x3一x2+x3一1=x2(x一1)+(x一1)(x2+x+1)=0,
即(x一1)(2x2+x+1)=0,解得x=1.
得唯一驻点(1,1),又曲线是含端点的曲线段,端点(0,1)与(1,0)也很可能是最值点.比较函数值:
d(0,1)=1,d(1,0)=1,d(1,1)=
【答案解析】