第9章 9.20

f=2x+4yf = 2^x + 4^y

g=x+2y+1=0g = x + 2y + 1 = 0 とおくと

fx=2xlog⁡2fy=4ylog⁡4gx=1gy=2f_x = 2^x\log 2 \qquad f_y = 4^y \log 4 \qquad g_x = 1 \qquad g_y = 2

ラグランジュの乗数法より

{2xlog⁡2−λ=04ylog⁡4−2λ=0\begin{cases} 2^x\log 2 - \lambda = 0 \\ 4^y\log 4 - 2\lambda = 0 \end{cases} \quad {2xlog⁡2=λ4ylog⁡4=2λ\begin{cases} 2^x\log 2 = \lambda \\ 4^y\log 4 = 2\lambda \end{cases} \quad 2x+1log⁡2=4ylog⁡42^{x+1}\log 2 = 4^y\log 4 \quad 2x=4y2^x = 4^y \quad 両辺対数をとって

x⋅log⁡2=y⋅log⁡4x \cdot \log 2 = y \cdot \log 4 \quad x=2yx = 2y \quad x=2yx = 2y ①

これを gg に代入して

2y+2y+1=04y+1=0y=−142y + 2y + 1 = 0 \quad 4y + 1 = 0 \quad y = -\dfrac{1}{4}

これを①に代入して

x=−12x = -\dfrac{1}{2}

よって x=−12x = -\dfrac{1}{2} , y=−14y = -\dfrac{1}{4} のとき最小値 2\sqrt{2}

解説: r31bn1z