関数 $f(x, y)$ を条件 $g(x, y) = 0$ のもとで、ラグランジュの未定乗数法を用いて最大値と最小値を求める問題です。具体的には、以下の6つのケースについて解きます。 1) $f(x, y) = x + y, \quad g(x, y) = x^2 + y^2 - 1$ 2) $f(x, y) = 2x + y, \quad g(x, y) = x^2 + y^2 - 1$ 3) $f(x, y) = xy, \quad g(x, y) = x^2 + y^2 - 1$ 4) $f(x, y) = \frac{x}{2} + y, \quad g(x, y) = (\frac{x}{2})^2 + y^2 - 1$ 5) $f(x, y) = x + y, \quad g(x, y) = (\frac{x}{2})^2 + y^2 - 1$ 6) $f(x, y) = \frac{xy}{2}, \quad g(x, y) = (\frac{x}{2})^2 + y^2 - 1$
2025/5/31
1. 問題の内容
関数 を条件 のもとで、ラグランジュの未定乗数法を用いて最大値と最小値を求める問題です。具体的には、以下の6つのケースについて解きます。
1)
2)
3)
4)
5)
6)
2. 解き方の手順
ラグランジュの未定乗数法では、ラグランジアン を定義し、その偏微分がすべて0になる点を求めます。
これらの連立方程式を解き、 を求めます。求めた を に代入することで、極値を求めます。極値の中から最大値と最小値を決定します。
**ケース1)**
したがって、 または
**ケース2)**
(複号同順)
**ケース3)**
or
If , , but .
If , so . .
If , so . .
**ケース4)**
(複号同順)
**ケース5)**
(複号同順)
**ケース6)**
or
If , , but this doesn't satisfy
If , so . .
If , so . .
3. 最終的な答え
**ケース1)** 最大値: , 最小値:
**ケース2)** 最大値: , 最小値:
**ケース3)** 最大値: , 最小値:
**ケース4)** 最大値: , 最小値:
**ケース5)** 最大値: , 最小値:
**ケース6)** 最大値: , 最小値: