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若x^2+y^2=1,求3x+4y的取值范围.

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/12 00:59:06
若x^2+y^2=1,求3x+4y的取值范围.
 
若x^2+y^2=1,求3x+4y的取值范围.
方法一:
∵x^2+y^2=1,∴可令x=cosu、y=sinu,∴3x+4y=3cosu+4sinu.
引入辅助角A,使cosA=3/5、sinA=4/5,则:
3x+4y
=3cosu+4sinu=5[(3/5)cosu+(4/5)sinu]=5(cosAcosu+sinusinA)
=5cos(A-u).
显然有:-1≦cos(A-u)≦1,∴-5≦3x+4y≦5,∴(3x+4y)的取值范围是[-5,5].
方法二:
令3x+4y=k,则:y=(k-3x)/4.
∵x^2+y^2=1,∴x^2+[(k-3x)/4]^2=1,∴16x^2+(k^2-6kx+9x^2)=16,
∴25x^2-6kx+k^2-16=0.
∵x是实数,∴(-6k)^2-4×25(k^2-16)≧0,∴9k^2-25k^2+25×16≧0,
∴16k^2≦25×16,∴k^2≦25,∴-5≦k≦5,∴(3x+4y)的取值范围是[-5,5].
方法三:
令3x+4y=k.
将问题看成是线性规划问题.
显然,当3x+4y=k与x^2+y^2=1在第一象限相切时,k最大;在第三象限相切时,k最小.
当直线3x+4y=k时x^2+y^2=1相切时,原点到3x+4y=k的距离=1,
∴|3×0+4×0-k|/√(3^2+4^2)=1,∴|k|=5,∴k=-5,或k=5.
∴(3x+4y)的取值范围是[-5,5].