ответ: функция имеет минимум, равный -3/8, в точке M(1/8; 3/8; -3/8). Максимума функция не имеет.
Пошаговое объяснение:
1. Находим первые и вторые частные производные и после приведения подобных членов получаем:
du/dx=6*x-4*y-2*z, du/dy=-4*x+10*y+6*z-1, du/dz=-2*x+6*y+8*z+1, d²u/dx²=2, d²u/dy²=10, d²u/dz²=8, d²u/dxdy=-4, d²u/dydx=-4, d²u/dxdz=-2, d²u/dzdx=-2, d²u/dydz=6, d²u/dzdy=6.
2. Приравнивая нулю первые частные производные, получаем систему уравнений:
6*x-4*y-2*z=0
-4*x+10*y+6*z=1
-2*x+6*y+8*z=-1
Решая её, находим x=1/8, y=3/8, z=-3/8. Таким образом, найдены координаты единственной стационарной точки M (1/8; 3/8; -3/8).
3. Вычисляем значения вторых частных производных в стационарной точке:
d²u/dx²(M)=a11=6, d²u/dxdy(M)=a12=-4, d²u/dxdz(M)=a13=-2, d²u/dydx(M)=a21=-4, d²u/dy²(M)=a22=10, d²u/dydz(M)=a23=6, d²u/dzdx(M)=a31=-2, d²u/dzdy(M)=a32=6, d²u/dz²(M)=a33=8
4. Составляем матрицу Гессе:
H = a11 a12 a13 = 6 -4 -2
a21 a22 a23 -4 10 6
a31 a32 a33 -2 6 8
5. Составляем и вычисляем угловые миноры матрицы Гессе:
δ1 = a11 = 6, δ2 = a11 a12 = 44, δ3 = a11 a12 a13 = 192
a21 a22 a21 a22 a23
a31 a32 a33
6. Так как δ1>0, δ2>0 и δ3>0, то точка М является точкой минимума, равного u0=u(1/8; 3/8; -3/8)=-3/8.
Если известно, что центр участка имел квадратную форму, то, обозначив его сторону за а метров, площадь этого участка будет равна а * а м2. Если также были участки в виде 4 полукругов, то их при диаметре а метров, площадь каждого полукруга будет равна 1/2π(а/2)2. Т.е. все 4 полукруга в сумме имеют площадь:
4 * 1/2π(а/2)2 = 2π(а/2)2 = 1/2πа2. Если принять π ≈ 3, тогда площадь равна 3/2а2 = 1,5а2.
Получаем в сумме площадь всех участков:
а2 + 1,5а2 = 90,
2,5а2 = 90,
а2 = 36,
а = 6.
Значит радиус полукруга равен 6/2 = 3 (м).
А ограждение имеет длину, равную длине 4 полукругов: 4 * 1/2πа = 2 * 3 * 6 = 36 (м).
ответ: сторона квадрата 6 м, радиус 3 м, а длина ограждения 36 м.
