[wiskunde] Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood
-
- Berichten: 181
Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Kan iemand me helpen met volgende oefening:
We willen het punt op de ellips: 1/4 x² + y² = r²
bepalen dat het dichtst ligt bij (1, 0). Hierin is r > 0 een gegeven waarde.
(a) Formuleer het probleem als een minimalisatieprobleem met nevenvoorwaarden. Stel de bijbehorende vergelijkingen van Lagrange op.
(b) Welk punt op de ellips ligt het dichtst bij (1, 0) ? Uw antwoord hangt
af van de waarde van r.
[Hint: voor sommige waarden van r is het antwoord gelijk aan (2r, 0),
maar niet voor alle waarden van r.]
Hoe begin ik aan deze oefening? Alvast bedankt
We willen het punt op de ellips: 1/4 x² + y² = r²
bepalen dat het dichtst ligt bij (1, 0). Hierin is r > 0 een gegeven waarde.
(a) Formuleer het probleem als een minimalisatieprobleem met nevenvoorwaarden. Stel de bijbehorende vergelijkingen van Lagrange op.
(b) Welk punt op de ellips ligt het dichtst bij (1, 0) ? Uw antwoord hangt
af van de waarde van r.
[Hint: voor sommige waarden van r is het antwoord gelijk aan (2r, 0),
maar niet voor alle waarden van r.]
Hoe begin ik aan deze oefening? Alvast bedankt
- Pluimdrager
- Berichten: 10.058
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Wat zijn de ptn op afstand a van het punt (1,0).humpierey schreef: ↑wo 09 jan 2013, 15:24
We willen het punt op de ellips: 1/4 x² + y² = r²
bepalen dat het dichtst ligt bij (1, 0). Hierin is r > 0 een gegeven waarde.
(a) Formuleer het probleem als een minimalisatieprobleem met nevenvoorwaarden. Stel de bijbehorende vergelijkingen van Lagrange op.
-
- Berichten: 181
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
ik snap niet wat je bedoeld.
- Pluimdrager
- Berichten: 10.058
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Ik hoopte dat je aan een cirkel zou denken ...
-
- Berichten: 181
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Ja okay, wat doe ik daar dan mee?
- Pluimdrager
- Berichten: 10.058
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Heb je tekeningen?
Wat is er aan de hand als r<1/2, als r=1/2 en als r>1/2
Als je ptn op de ellips kiest dan heb je toch de afstand tot (1,0), dat moet je minimaliseren ....
-
- Berichten: 181
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Dat moet ik nu toch nog niet doen. Eerst deel (a) van de vraag. Hoe stel ik dit op als een minimalisatie met nevenvoorwaarden, verder zal het me wel lukken.
- Pluimdrager
- Berichten: 10.058
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Wat is je functie en wat is je beperkende voorwaarde? Dat moet je toch hebben om Lagrange te kunnen toepassen.
Wat heb je van die methode geleerd?
Wat heb je van die methode geleerd?
-
- Berichten: 181
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
ik denk dat de functie is: f(x,y) = ((x-1)²+y²)^(1/2)
en de beperkende voorwaarde: g(x,y) = x²/4 + y² = r²
de vergelijkingen van lagrange worden dan:
df/dx = λ dg/dx
df/dy = λ dg/dy
x²/4 + y² = r²
<=>
2x-2 = λ x/2
2y = λ 2y
x²/4 + y² = r²
klopt dit?
en de beperkende voorwaarde: g(x,y) = x²/4 + y² = r²
de vergelijkingen van lagrange worden dan:
df/dx = λ dg/dx
df/dy = λ dg/dy
x²/4 + y² = r²
<=>
2x-2 = λ x/2
2y = λ 2y
x²/4 + y² = r²
klopt dit?
- Pluimdrager
- Berichten: 10.058
-
- Berichten: 181
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Okay, de oplossingen hangen dus af van r
als r=1/2, dan gaat de ellips door het punt (1,0) , dus is het punt het dichts erbij (1,0)
als r<1/2, dan is het punt er het dichts bij (2r,0).
en als r>1/2, dan is dit (4/3,r-2/3) of (4/3,-(r-2/3))
als r=1/2, dan gaat de ellips door het punt (1,0) , dus is het punt het dichts erbij (1,0)
als r<1/2, dan is het punt er het dichts bij (2r,0).
en als r>1/2, dan is dit (4/3,r-2/3) of (4/3,-(r-2/3))
- Pluimdrager
- Berichten: 10.058
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Het is niet allemaal goed.
Wat volgt uit de tweede regel ... en daarmee uit de eerste regel?
-
- Berichten: 181
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
ten eerste: λ = 0: dan y = 0 en x = 2r
ofwel λ = 1: dan x = 4/3 en y = +/- (r²-4/9)^(1/2)
ofwel λ = 1: dan x = 4/3 en y = +/- (r²-4/9)^(1/2)
- Pluimdrager
- Berichten: 10.058
Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken
Uit de tweede voorwaarde 2y=L*2y volgt: L=1 of y=0 (L is lambda)
Met y=0 volgt: (2r,0)
Met L=1 volgt via eerste voorwaarde: x=4/3 en dus jouw gevonden punt ...
Verder prima.
Vind je het niet bijzonder dat x=4/3 volgt (onafh van r)?
Opm: als y=0 is L onbepaald.