求函数u=xyz在附加条件1/x+1/y+1/z=1/a(x>0,y>0,z>0,a>0)下的极值.

问题描述:

求函数u=xyz在附加条件

1
x
+
1
y
+
1
z
1
a
(x>0,y>0,z>0,a>0)下的极值.

利用拉格朗日乘数法求多元函数条件极值.

F(x,y,z;λ)=lnx+lny+lnz−λ(
1
x
+
1
y
+
1
z
1
a
)
Fx
1
x
1
x2
=0,Fy
1
y
1
y2
=0,Fz
1
z
1
z2
=0
λ=−3a,x=y=z=3a
极小值为27a3.

(3a,3a,3a)是函数u=xyz在附加条件下的唯一可能极值点.
把附加条件确定的隐函数记为z=z(x,y),将目标函数看做u=xyz(x,y)=F(x,y),再应用二元函数极值的充分条件判断,可知点(3a,3a,3a)是极小值点.
故答案为:极小值为u(3a,3a,3a)=27a3