若x^2+y^2=1,求3x+4y的取值范围.

2个回答

  • 方法一:

    ∵x^2+y^2=1,∴可令x=cosu、y=sinu,∴3x+4y=3cosu+4sinu.

    引入辅助角A,使cosA=3/5、sinA=4/5,则:

    3x+4y

    =3cosu+4sinu=5[(3/5)cosu+(4/5)sinu]=5(cosAcosu+sinusinA)

    =5cos(A-u).

    显然有:-1≦cos(A-u)≦1,∴-5≦3x+4y≦5,∴(3x+4y)的取值范围是[-5,5].

    方法二:

    令3x+4y=k,则:y=(k-3x)/4.

    ∵x^2+y^2=1,∴x^2+[(k-3x)/4]^2=1,∴16x^2+(k^2-6kx+9x^2)=16,

    ∴25x^2-6kx+k^2-16=0.

    ∵x是实数,∴(-6k)^2-4×25(k^2-16)≧0,∴9k^2-25k^2+25×16≧0,

    ∴16k^2≦25×16,∴k^2≦25,∴-5≦k≦5,∴(3x+4y)的取值范围是[-5,5].

    方法三:

    令3x+4y=k.

    将问题看成是线性规划问题.

    显然,当3x+4y=k与x^2+y^2=1在第一象限相切时,k最大;在第三象限相切时,k最小.

    当直线3x+4y=k时x^2+y^2=1相切时,原点到3x+4y=k的距离=1,

    ∴|3×0+4×0-k|/√(3^2+4^2)=1,∴|k|=5,∴k=-5,或k=5.

    ∴(3x+4y)的取值范围是[-5,5].