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如何求二元函数 f(x, y)=sin(x+y)+sinx+siny 的最大值?


给个清爽的证明

我们知道

因此题目可以转化为,

我们知道 上是上凸函数,

因此对于

时等号成立。

那么我们只需证在 时取到最大值即可。

不妨设 ,假设

因此最大值必在 时取到,因此 .

第一次回答数学问题,公式好难打啊,上面这几行字打了整整一个小时……


我写一个感觉更高中一点的解法

(留意一下取等号的条件)

这个时候把 看成一个整体,求

最大值

求导,有

取一个周期 ,结合 的单调性,得到

上单调增, 上单调减, 上单调增

最大值在 时取得,即

代入,得最大值为

水平有限,错误敬请指出,感激不尽。


谢不邀

华罗庚言:「数形结合百般好」,所以我们就用一点几何知识来解决这个小问题吧。

显然,

不妨设

显然

即,ABC是一个三角形的三个顶点。

我们还知道正弦定理

即a,b,c与sinA,sinB,sinC成正比如果内接圆半径相等,那么比值相等。

所以我们可以将问题转化为,对于一个半径固定的圆,它的内接三角形的周长哪个最长。

根据我们数学多年的学习养成的直觉,这种问题的答案肯定是

圆内接三角形中,最对称的,最美丽的等边三角形是周长最长的三角形。

如果要证明这个问题,我们不妨先将其简化。

如上图,点BC是圆E上任意两点,当且仅当AB=BC时,三角形ABC的周长最长,证明如下:

不妨取A,使得AB=AC,取点D不与A重合,现在过A做AH⊥BD,AG⊥CD,易知AD平分∠BDG,于是AH=AG,显然有三角形ABH≌三角形ACG (这个变数名不是我特意凑的欸)即BH=CG,那么,

BD+CD=BH+DH+CG-DG=2BH,而AB+AC=2AB

显然AB&>BH,即三角形ABC的周长&>三角形DBC的周长。

于是,对于一个三角形,随意确定两个顶点,都有当另一个顶点构成等腰时,周长最长,那么综合起来一定是,等边三角形周长最长。

回归到问题上,我们知道当A=B=C=60时,式子取最大值,那么最大值很容易求得就是


,

于是, ,

时, , ,

时,

, ,

, ,

比较可得, 的最大值为


(这里运用了 不等式)

可得

(等号可取得的一个条件为 )

综上


等价于求圆内接三角形周长的最大值.


a


感兴趣的数值计算,使用6种方法计算局部最优解!

1、使用二元的遗传演算法求解

黑色的小点就是最大值所在处

黑色的小点就是最大值所在处

最优解:
X =
7.3100
Y =
32.5000
Fxy =
2.5972

计算程序:

Chenglin Li:最优化方法(十)遗传演算法求二元函数的极值?

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2 变度量DFP演算法求无约束的最优问题

初值给定[1, 1], 求解结果:

程序尝试迭代次数:3
最优解:1.047197 ,1.047197
最优目标函数值:y=2.598

计算程序:

Chenglin Li:最优化方法(四)变度量法演算法(DFP)求解无约束问题?

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3 变度量BFGS演算法求无约束的最优问题

程序尝试迭代次数:6
最优解:1.047225 ,1.047063
最优目标函数值:y=2.598

Chenglin Li:最优化方法(七)变度量法演算法(BFGS)求解无约束问题?

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4 最速下降法

The result is:
最优解:1.047198 ,1.047198
最优目标函数值:y=2.598

计算程序:

Chenglin Li:最优化方法(二)最速下降法求目标函数最小值?

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5 使用Newton法解无约束最优化问题

程序尝试迭代次数:2
最优解:1.046674 ,1.046674
最优目标函数值:y=2.598

Chenglin Li:最优化方法(八)使用Newton法解无约束最优化问题?

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6 共轭梯度演算法(FR)求解无约束问题

程序尝试迭代次数:3
最优解:1.047197 ,1.047197
最优目标函数值:y=2.598

Chenglin Li:最优化方法(三)共轭梯度演算法(FR)求解无约束问题?

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——2021.03.03晚——


x,y是独立的 同时x,y是对称的,所以取最大值是x,y相等的。

然后就是sin2x+2sinx了一个。


形式上看起来非常对称,从概率论的角度可以尝试直接代入x=y


是不是可以另y=k x去消除一个变数,然后去求极限呢?


一个取巧的方法就是这种轮换对称式只需取x=y然后按一元函数求最值的方法求出来的结果就是答案,大多数这种题这样都蒙对


利用二元函数求极值的方式 先求驻点 然后再用ABC进行检验 最后的结果是3倍根号3/2


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