Question

Given 3x+y = 12, find the maximum value of x^2 −y^2

Answer 1

Ответ:  max( x²- y²) = 18   при  3х+у=12  .

Переменные  х  и  у  связаны соотношением   3х+у=12  .

Найти максимальное значение выражения   x²-y²  .

$\bf 3x+y=12\ \ \ \Rightarrow \ \ \ y=12-3x\\\\x^2-y^2=x^2-(12-3x)^2=x^2-144+72x-9x^2=-8x^2+72x-144$  

Найдём максимальное значение выражения  $\bf z=-8x^2+72x-144$  .

$\bf z=-8(x^2-9x+18)\ \ ,\ \ \ z=-8\, (x-6)(x-3)$

$\bf z'=-8\cdot 2x+72=-8\cdot (2x-9)=0\ \ ,\ \ 2x=9\ \ ,\ \ x=4,5$    

В стационарной точке функция  z  будет принимать максимальное значение, так как при переходе через  х = 4,5 знак производной z' меняется с плюса на минус :    + + + + + [4,5 ] - - - - -    $\bf x_{max}=4,5$  

Подставим значение  х = 4,5 в выражение .

$\bf z(4,5)=-8\, (4,5-6)(4,5-3)=-8\cdot (-1,5)\cdot 1,5=18\\\\(x^2-y^2)\Big|_{x=4,5}=18$