【数学】一道杂题

3x+4y=8,x>0,y>0,3x+4y=8,x>0,y>0,xyxy的最大值。


法<1>\texttt{法<1>}

3x+4y=8y=83x4.3x+4y =8 \Rightarrow y=\dfrac{8-3x}{4}.

xy=3x83x4=24x9x24xy = 3x*\dfrac{8-3x}{4} = \dfrac{24x-9x^2}{4}

x=b2a=2418=43x=-\dfrac{b}{2a}=\dfrac{-24}{-18}=\dfrac{4}{3}时,xyxy最大,为43.\dfrac{4}{3}.


法<2>\texttt{法<2>}

3x+4y23x4y=43xy3x+4y \geq 2\sqrt{3x*4y} = 4\sqrt{3xy}

43xy8xy43.4\sqrt{3xy}\leq 8 \Rightarrow xy\leq \dfrac{4}{3}.


法<3>\texttt{法<3>}

xy=z,xy =z ,3x4y=12xy=12z3x*4y = 12xy =12z

{3x4y=12z,3x+4y=8\therefore \begin{cases}3x*4y=12z,\\3x+4y =8\end{cases}

3x\therefore 3x4y4y是方程a28a+12za^2-8a+12z的两根,且Δ0\Delta \geq 0

Δ=(8)24112z=6448z\Delta = (-8)^2 -4*1*12z = 64-48z

6448z0,z43,\therefore 64 - 48z \geq 0,z \leq \dfrac{4}{3} ,xy43.xy \leq \dfrac{4}{3}.


法<4>\texttt{法<4>}

3x=4+m,4y=4m3x=4+m,4y=4-m

12xy=(4+m)(4m)=16m2,12xy = (4+m)(4-m)=16-m^2,

xy=16m212.xy = \dfrac{16-m^2}{12}.

m=0m=0时,xyxy取到最大值为43.\dfrac{4}{3}.

那就有人会问了:为什么不拆成别的?

那我们再来一次:设3x=3+m,4y=5m3x=3+m,4y=5-m

12xy=(3+m)(5m)=m2+2m+15,12xy = (3+m)(5-m)=-m^2+2m+15,

xy=m2+2m+1512.xy = \dfrac{-m^2+2m+15}{12}.

m=1m=1时,xyxy取到最大值为43.\dfrac{4}{3}.

拆法与结果没有关系,只是拆成4+m4+m4m4-m可以消去一次项,便于口算。


法<5>\texttt{法<5>}

3x+4y=83x + 4y=8 \Rightarrow长为1.5x1.5x,宽为2y2y的矩形周长为8

xyxy最大值\Rightarrow 求矩形面积最大值。

矩形为正方形时面积最大,

1.5x=2y,\therefore 1.5x = 2y,

代回去得8y=8,y=1,x=43,xy=43.8y = 8 ,y=1, x=\dfrac{4}{3},xy= \dfrac{4}{3}.

参考

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