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林云看着这道题,再次拿起笔,在纸上开始分析。
首先,求函数z在区域D内的驻点。
分别对x和y求偏导数:
z_x=3x^2-3y,z_y=3y^2-3x。
令z_x=0,z_y=0,得到方程组:
begin{cases}3x^2-3y=03y^2-3x=0end{cases}
由3x^2-3y=0可得y=x^2,将其代入3y^2-3x=0中,得到:
3(x^2)^2-3x=0,即3x^4-3x=0,提取公因式3x得3x(x^3-1)=0。
解得x=0或x=1。
当x=0时,y=0;当x=1时,y=1。所以函数z在区域D内有两个驻点(0,0)和(1,1)。
接着,求函数z在区域D边界上的最值。
边界x=0(0leqyleq2)上,z=f(0,y)=y^3,z^prime=3y^2geq0,所以z在[0,2]上单调递增,z(0)=0,z(2)=8。
边界y=0(0leqxleq2)上,z=f(x,0)=x^3,z^prime=3x^2geq0,所以z在[0,2]上单调递增,z(0)=0,z(2)=8。
边界x+y=2(xgeq0,ygeq0)上,y=2-x,将其代入z=f(x,y)中得:
z=f(x,2-x)=x^3+(2-x)^3-3x(2-x)
展开并化简:
begin{align*}
z&=x^3+(8-12x+6x^2-x^3)-(6x-3x^2)
&=x^3+8-12x+6x^2-x^3-6x+3x^2
&=9x^2-18x+8
end{align*}
对z=9x^2-18x+8求导得z^prime=18x-18,令z^prime=0,解得x=1,此时y=1,z(1)=9-18+8=-1。
最后,比较驻点和边界上的函数值:
f(0,0)=0,f(1,1)=1+1-3=-1,f(2,0)=8,f(0,2)=8。
所以函数z在闭区域D上的最大值为8,最小值为-1。
林云完成了解题过程,再次拍照上传到群里。粉丝们看到答案后,又是一阵惊叹和夸赞。
“云宝,你简直就是数学大神啊,这解题过程太详细了!”
“跟着云宝学数学,感觉数学都变得简单了。”
“云宝,你是不是偷偷去数学系进修了,这水平绝了!”
林云看着群里的消息,笑着回复道:“大家别夸啦,我就是把自己的思路分享给大家,一起进步嘛。数学其实很有趣,只要掌握了方法,就能发现其中的乐趣。”
在接下来的时间里,林云继续和粉丝们在群里交流着数学知识和学习经验。他的耐心解答和专业分析,让粉丝们对他的崇拜又加深了几分。而林云也在这个过程中,收获了满满的快乐和成就感。他没想到,自己曾经热爱的数学,在这个粉丝群里,能成为连接他和粉丝们的桥梁,让彼此在知识的海洋里共同探索,共同成长。
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