本文详细介绍通过代入法、三角换元法、判别式法、中值替换法、不等式法、几何数形法、构造函数等方法计算ab在已知条件下的最大值。
思路一:直接代入法
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根据已知条件,替换b,得到关于a的函数,并根据二次函数性质得ab的取值范围。
ab
=a(9/35-1/35*a)
=-1/35*a^2+9/35*a
=-1/35(a-9/2)^2+81/140,
则当a=9/2时,ab有最大值为81/140。
END思路二:判别式法
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设ab=p,得到b=p/a,代入已知条件关于a的函数,并根据二次函数性质得ab的取值范围。
a+35b=9,
a+35p/a=9,
a^2-9a+35p=0,对a的二次方程有:
判别式△=81-140p≥0,即:
p≤81/140,
此时得ab=p的最大值=81/140。
END思路三:三角换元法
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将ab表示成三角函数,进而得ab的最大值。
由a+35b=9,要求ab的最大值,不妨设a,b均为正数,
设a=9(cost)^2,35b=9(sint)^2,则:
a=9(cost)^2,b=9/35(sint)^2,代入得:
ab=9(cost)^2*9/35(sint)^2,
=81/140*(sin2t)^2,
当sin2t=±1时,ab有最大值=81/140。
END思路四:中值代换法
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设a=9/2+t,35b=9/2-t,则:
a=(9/2+t),b=(1/35)(9/2-t)
此时有:
ab=1/35*(9/2+t)*(9/2-t)
=1/35*(81/4-t^2)。
当t=0时,即:ab≤81/140,
则ab的最大值为81/140。
END思路五:不等式法
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当a,b均为正数时,则:
∵a+35b≥2√35*ab,
∴(a+35b)^2≥140*ab,
81≥140*ab,
即:ab≤81/140,
则ab的最大值为81/140。
END思路六:数形几何法
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如图,设直线a+35b=9上的任意一点P(a0,b0),
op与x轴的夹角为θ,则:
a0+35b0=9,b0=a0tanθ,
a0+35a0tanθ=9,得
a0=9/(1+35tanθ),
|a0*b0|=81*|tanθ|/(1+35tanθ)^2,
=81/[(1/|tanθ|)+70+1225|tanθ|]
≤81/(70+70)=81/140。
则ab的最大值=81/140.
END思路七:构造函数法
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设函数f(a,b)=ab-λ(a+35b-9),
则偏导数f'a=b-λ,f'b=a-35λ,
f'λ=a+35b-9。
令f'a=f'b=f'λ=0,则:
b=λ,a=35λ。进一步代入得:
35λ+35λ=9,即λ=9/70.
则有a=9/2,b=9/70.
ab的最大值=9/2*9/70=81/140。
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