目标函数一般是一个关于某个变量或一组变量的函数,需要根据题目中的背景知识来确定。通常可以利用约束条件和目标函数来构建数学模型。
在考研数学中,有很多涉及到待优化函数的题目,这类题目的解答过程一般分为以下几步:
1. 确定问题和目标函数:首先要明确题目中给出的问题和要求优化的目标函数。目标函数一般是一个关于某个变量或一组变量的函数,需要根据题目中的背景知识来确定。
2. 确定变量和约束条件:根据题目中给出的条件,确定与目标函数相关的变量和约束条件。变量可以是一个或多个,约束条件可以是等式或不等式。
3. 建立数学模型:根据问题的要求,将问题转化为一个数学模型。通常可以利用约束条件和目标函数来构建数学模型。
4. 求解最优解:根据建立的数学模型,采用适当的方法求解最优解。常见的方法包括一阶导数法、二阶导数法、拉格朗日乘子法等。
5. 检验最优解:求得最优解后,需要对结果进行检验,确保最优解符合题目中给出的条件和要求。
下面举一个例子来说明具体的解答过程。
例题:某人在一根长度为10米的钢管中钻洞,使得两侧的部分的质量乘以距离之积最大。假设两侧部分距离中点的距离分别为x和10-x(单位:米),质量分别为m1和m2(单位:千克)。已知钢管的密度为ρ(单位:千克/立方米)。求使乘积m1*x和m2*(10-x)最大的x值。
解答过程如下:
1. 确定问题和目标函数:题目要求找到使乘积 m1*x 和 m2*(10-x) 最大的 x 值。
2. 确定变量和约束条件:根据题目,变量是 x,约束条件是 x 的取值范围(0<=x<=10)。
3. 建立数学模型:根据题目要求,我们可以得到 m1 = ρ*π*(x/2)^2*L 和 m2 = ρ*π*((10-x)/2)^2*L,其中 L 是钢管的长度。目标函数为 f(x) = m1*x + m2*(10-x)。
4. 求解最优解:将目标函数 f(x) 取导数并令其为0,即 f'(x) = 0。求得 f(x) 的极值点 x=5。此时 f(x) 达到最大值。
5. 检验最优解:根据题目要求的 x 取值范围,在该范围内 x=5 使得 f(x) 达到最大值。所以答案为 x=5。
以上是考研数学中待优化函数题的分析与解答过程。实际解答题目时,还需要注意对问题条件的理解和数学建模的能力。