题目
1 求曲线x^3-xy+y^3=1(xgeqslant 0,ygeqslant 0)上的点到坐标原点的最长距离与最短距离.
1 求曲线$x^{3}-xy+y^{3}=1(x\geqslant 0,y\geqslant 0)$上的点到坐标原点的最长距离与最短距离.
题目解答
答案
设目标函数 $f(x, y) = x^2 + y^2$,约束条件 $g(x, y) = x^3 - xy + y^3 - 1 = 0$。
构造拉格朗日函数 $L(x, y, \lambda) = x^2 + y^2 + \lambda(1 - x^3 + xy - y^3)$,求偏导数并设为零:
$\begin{cases}2x + \lambda(-3x^2 + y) = 0 \\2y + \lambda(x - 3y^2) = 0 \\x^3 - xy + y^3 = 1\end{cases}$
解得 $\lambda \neq 0$,且 $x = y$ 时满足方程,代入约束得 $x = y = 1$,距离为 $\sqrt{2}$。
考虑边界情况:
- $x = 0$ 时,$y = 1$,距离为 $1$;
- $y = 0$ 时,$x = 1$,距离为 $1$。
结论:
最长距离为 $\sqrt{2}$,最短距离为 $1$。
$\boxed{\sqrt{2}, 1}$