4.9-bo'lim : Ko'proq optimallashtirish
3. \(x = 3 - 2{y^2}\) da \(\left( { - 4,0} \right)\) ga eng yaqin nuqta(lar)ni toping.
Yechim
Keling, ushbu vaziyatning qisqacha chizmasi bilan boshlaylik. Quyida funksiya grafigining eskizi hamda \(\left( { - 4,0} \right)\) nuqtasi keltirilgan. Ko'rib turganimizdek, javob sifatida ikkita ball olishni kutishimiz mumkin, farq faqat \(y\) koordinatasidagi belgidir.

2-qadam
Keyinchalik, bizdan optimallashtirish so'raladigan cheklov va tenglamani o'rnatishimiz kerak.
Bunday holda, cheklov bizga berilgan tenglamadir. Nuqta grafikda yotishi kerak va shuning uchun ham tenglamani qondirishi kerak.
\[x = 3 - 2{y^2}\]Bizdan grafikdagi nuqta (yoki nuqta) va \(\left( { - 4,0} \right)\) nuqtasi orasidagi masofani minimallashtirish talab qilinmoqda. Buni \(\left( { - 4,0} \right)\) va \(\left( {x,y} \right)\) orasidagi masofaga qarab amalga oshirishimiz mumkin. Bu ikki nuqta orasidagi masofa,
\[d = \sqrt {{{\left( {x + 4} \right)}^2} + {y^2}} \]Ushbu bo'lim uchun eslatmalarda muhokama qilganimizdek, masofa kvadratini minimallashtiradigan nuqta masofaning o'zini ham minimallashtiradi va shuning uchun ildiz bilan ishlamaslik uchun biz masofaning kvadratini minimallashtiramiz yoki,
\[{d^2} = {\left( {x + 4} \right)^2} + {y^2}\]3-qadam
Endi bizda bu nuqtadan qanday davom etish bo'yicha ikkita tanlov bor. Birinchi variant - biz berilgan tenglamani \(x\) ga kvadrat masofada qo'shish va 4 ni olishdir.th Biz ishlashimiz kerak bo'lgan \(y\) uchun darajali ko'phad. Ikkinchisi, \({y^2}\) uchun tenglamani yechish va uni masofaning kvadratiga kiritish va 2 ni olishdir.nd Biz ishlashimiz kerak bo'lgan \(x\) uchun darajali ko'phad. Ikkinchi variant ishlash uchun "yaxshiroq" ko'phad beradi, shuning uchun biz buni qilamiz.
\[{y^2} = {\frac{1}{2}}\left( {3 - x} \right) = {\frac{3}{2}} - {\frac{1}{2}}x\]Buni masofaning kvadratiga ulash, beradi,
\[f\left( x \right) = {d^2} = {\left( {x + 4} \right)^2} + {\frac{3}{2}} - {\frac{1}{2}}x = {x^2} + {\frac{15}{2}}x + {\frac{35}{2}}\]4-qadam
Buning uchun muhim nuqta(lar)ni topish hozircha unchalik qiyin bo'lmasligi kerak. Mana lotin.
\[f'\left( x \right) = 2x + {\frac{15}{2}}\]Bundan biz bitta muhim nuqtaga o'xshaymiz: \(x = - {\frac{15}{4}} = - 3.75\).
5-qadam
Masofa kvadrati funksiyasining ikkinchi hosilasi:
\[f''\left( x \right) = 2\]Bundan ikkinchi hosila har doim ijobiy ekanligini ko'rishimiz mumkin. Shunday qilib, kvadratik masofa har doim konkav bo'ladi va shuning uchun biz 4-bosqichda olingan yagona kritik nuqta nisbiy minimal bo'lishi kerak va shuning uchun \(x\) qiymati bo'lishi kerak, bu \(\left( { - 4,0} \right)\) ga eng yaqin nuqtalarni beradi.
6-qadam
Va nihoyat, biz faqat haqiqiy nuqtalarni beradigan \(y\) qiymatlarini aniqlashimiz kerak.
\[{y^2} = {\frac{3}{2}} - {\frac{1}{2}}\left( { - {\frac{15}{4}}} \right) = {\frac{27}{8}}\hspace{0.5in} \Rightarrow \hspace{0.5in}y = \pm \sqrt {{\frac{27}{8}}} = \pm 1.8371\]Shunday qilib, grafikdagi \(\left( { - 4,0} \right)\) ga eng yaqin bo'lgan ikkita nuqta:
\[\require{bbox} \bbox[2pt,border:1px solid black]{{\left( { - {\frac{15}{4}},\sqrt {{\frac{27}{8}}} } \right)\hspace{0.5in} \& \hspace{0.5in}\left( { - {\frac{15}{4}}, - \sqrt {{\frac{27}{8}}} } \right)}}\]