[wiskunde] Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
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 :)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken

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.
Wat zijn de ptn op afstand a van het punt (1,0).

Berichten: 181

Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken

ik snap niet wat je bedoeld.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken

humpierey schreef: wo 09 jan 2013, 16:09
ik snap niet wat je bedoeld.


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?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken

humpierey schreef: wo 09 jan 2013, 16:14
Ja okay, wat doe ik daar dan mee?
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.

Gebruikersavatar
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?

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?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken

Heel goed!

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))

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken

humpierey schreef: za 12 jan 2013, 20:31
2x-2 = λ x/2

2y = λ 2y

x²/4 + y² = r²
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)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Oefening op extrema van functies met meerdere veranderlijken

humpierey schreef: zo 13 jan 2013, 14:09
ten eerste: λ = 0: dan y = 0 en x = 2r
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.

Reageer