题目
设x,y为实数,则f(x,y)=x^2+4xy+5y^2-2y+2的最小值()。A. 1B. 1/2C. 2D. 3/2E. 3
设x,y为实数,则f(x,y)=x^2+4xy+5y^2-2y+2的最小值()。
A. 1
B. 1/2
C. 2
D. 3/2
E. 3
题目解答
答案
A. 1
解析
考查要点:本题主要考查二元二次函数的最小值求解,需要运用配方法或求导法将函数转化为平方项之和,从而确定最小值。
解题核心思路:
通过配方将函数表达式分解为多个平方项的和,利用平方项的非负性,确定最小值出现的条件。关键在于正确处理交叉项(如$xy$项)并逐步配方。
破题关键点:
- 处理$x$项:将$x^2 + 4xy$配成$(x + 2y)^2 - 4y^2$,消去交叉项。
- 处理剩余$y$项:将剩余的$y^2 - 2y + 2$进一步配方为$(y - 1)^2 + 1$。
- 综合结果:最终表达式为两个平方项之和加1,最小值为1。
步骤1:处理$x$项
将$x^2 + 4xy$配方:
$x^2 + 4xy = (x + 2y)^2 - 4y^2.$
代入原函数:
$f(x,y) = (x + 2y)^2 - 4y^2 + 5y^2 - 2y + 2 = (x + 2y)^2 + y^2 - 2y + 2.$
步骤2:处理$y$项
将$y^2 - 2y + 2$配方:
$y^2 - 2y + 2 = (y - 1)^2 + 1.$
因此,函数可化简为:
$f(x,y) = (x + 2y)^2 + (y - 1)^2 + 1.$
步骤3:确定最小值
由于平方项非负,当且仅当:
$\begin{cases}x + 2y = 0, \\y - 1 = 0,\end{cases}$
解得$y = 1$,$x = -2$。此时$f(x,y) = 0 + 0 + 1 = 1$,即最小值为1。