Citat:
Ursprungligen postat av
TuppenGusav
Behöver hjälp med ett optimeringsproblem.
f(x,y,z) = xyz+xy i tetraedern med hörn i (0,0,0), (1,0,0), (0,2,0), (0,0,2). Det jag har problem med är när jag ska undersöka randen. Vet inte riktigt hur jag ska ställa upp det, p.g.a. den geometriska formen på tetraedern.
Eftersom bara ickenegativa koordinater förekommer är minsta värdet på f 0. På de två sidorna x=0 och y=0 är f(x,y,z)=0. På sidan z=0 är f(x,y,z)=xy. Givet ett x är f så stor som möjligt om y antar sitt största värde. Alla sådana punkter ligger på ytan som går genom alla hörnen utom origo. Därför räcker det att leta maximivärden där. Antagligen kan man försöka skriva den ytan som en funktion av x och y och leta efter en maximipunkt och se om dess x och y-koordinater ligger inom rätt område. Det som återstår är att undersöka linjerna mellan alla hörn utom origo. Alla dessa sidor utom linjen mellan (1,0,0) och (0,2,0) är redan inkluderade i de plan som undersökts. Ekvationen för den linjen som är kvar är
y=2-2x
g(x)=f(x,2-2x,0)=x(2-2x)=2x-2x²
g'(x)=2-4x=0 => x=1/2
Största värde för f på den kanten blir därför f(1/2,2-2*1/2,0)=f(1/2,1,0)=1/2.
Edit: För att hitta en ekvation för planet ansätts ekvationen
ax+by+cz=d
Insättning av hörnen ger ekvationerna
a=d
2b=d
2c=d
d kan väljas godtyckligt till 2. Ekvationen blir därför
2x+y+z=2
z=2-y-2x
Låt h(x,y)=g(x,y,2-y-2x)=xy(2-y-2x)+xy=xy(3-y-2x)=3xy-xy²-2x²y
dh/dx=3y-y²-4xy=0
dh/dy=3x-2xy-2x²=0
Både x och y kan antas vara större än 0, då de fallen redan undersökts. Division med y resp x ger
3-y-4x=0
3-2y-2x=0
Ekvationssystemet har lösningen
x=1/2, y=1
Det ger z=0. Det är samma punkt som tidigare hittats på en kant.