Wyznacz ekstremum sumy kwadratów
Nieujemne liczby rzeczywiste x oraz y spełniają warunek 2x+y=24.
Wyznacz x oraz y, dla których wartość wyrażenia 4x2+2y2 jest najmniejsza. Oblicz tę najmniejszą wartość.
Rozwiązanie krok po kroku
Funkcja kwadratowa jednej zmiennej
- Krok 1. Jedna zmienna i dziedzina
- 2x+y=24
- zmienną ze współczynnikiem 1 wyznaczamy bez ułamków
- y=24−2x
- obie liczby są nieujemne, więc y nie może spaść poniżej zera
- 24−2x≥0
- nierówność daje prawy koniec przedziału
- x∈⟨0,12⟩
- Krok 2. Wzór funkcji
- 4x2+2y2
- podstawiamy wyznaczoną zmienną do wyrażenia
- f(x)=4x2+2(24−2x)2
- rozwijamy kwadrat różnicy
- f(x)=4x2+2(576−96x+4x2)
- mnożymy nawias przez wagę i zbieramy wyrazy z tą samą potęgą
- f(x)=12x2−192x+1152
- Krok 3. Wierzchołek paraboli
- xw=2a−b=2⋅12192
- współczynnik przy kwadracie jest dodatni, ramiona paraboli idą w górę, więc najmniejsza wartość leży w wierzchołku
- xw=8∈⟨0,12⟩
- Krok 4. Liczby i wartość
- y=24−2⋅8=8
- wartość liczymy w znalezionym punkcie
- 4⋅82+2⋅82
- ten sam wynik daje f(x) dla znalezionego argumentu
- x=8, y=8, wartosˊcˊ 384