Citat:
Ursprungligen postat av
Woozah
Find the shorest distance from the origin to the surface xyz²=2.
Använder lagrange multipliers och optimerar D²=x²+y²+z² och får:
∂L/∂x=2x+λyz²=0
∂L/∂y=2y+λxz²=0
∂L/∂z=2z+2λxyz=0
∂L/∂λ=xyz²-2=0
Hur gör man på effektivast sätt för att lösa? Jag försökte subtrahera och faktorisera, men tredje ekvationen förstör det.
2x = -λyz² (a)
2y = -λxz² (b)
2z = -2λxyz (c)
xyz² = 2 (d)
Ta (a) · (b) · (c)²:
16xyz² = 2x · 2y · (2z)² = (-λyz²) · (-λxz²) · (-2λxyz)² = 4λ⁴(xyz²)³
16 = 4λ⁴(xyz²)² = 4λ⁴ · 2² = 16λ⁴
λ⁴ = 1
λ = ±1 (eftersom vi har att göra med reella tal)
Sedan har vi
2x² = 2x · x = -λyz² · x = -λxyz² = -2λ
2y² = 2y · y = -λxz² · y = -λxyz² = -2λ
2z² = 2z · z = -2λyz² · z = -2λxyz² = -4λ
Eftersom första led är positivt i ekvationerna måste λ vara negativt, så λ = -1.
På grund av (d) måste x och y ha samma tecken.
Lösningarna är därför: x = y = ±1, z = ±√2, λ = -1.
Vi får därmed D² = x² + y² + z² = (±1)² + (±1)² + (±√2)² = 4, d.v.s. D = 2.