已知四元函数f(x,y,z,a)=x^2+y^2+z^2-a^2。求在约束条件g(x,y,z,a)

2025-01-21 15:29:25
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回答1:

f 的极值为 -1 和 1

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用拉格朗日乘法的话,

(1-λ)x = 0
(1-λ)y = 0
(1-λ)z = 0
(1+λ)a = 0
x^2+y^2+z^2+a^2=1

1)λ=1
则 a=0,即 x^2+y^2+z^2 = 1
f = 1-a^2 = 1

2) λ≠1
则 x=y=z=0,即 a^2 = 1
f = -a^2 = -1

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直接用 a 来分析的话可能更直接一点:

g(x,y,z,a) = 0

x^2+y^2+z^2+a^2=1........................(式一)

f(x,y,z,a) = 1-2a^2

根据(式一):
0 ≤ a^2 ≤ 1 .....................(设在实数范围内)

因此 -1 ≤ f(x,y,z,a) ≤ 1

极值为:
-1 和 1

得到相同结果