計算題,第 1 題
題目:
設 \(a,b\) 為實數,且 \(x^2-ax+b=0\) 之兩根為 \(x_1,x_2\),且 \(-1 \leq x_1 \leq 1 , 1 \leq x_2\leq 2.\)
(a) 設滿足上述條件之 \(\left(a,b\right)\) 所在之區域為 \(I\),在坐標平面上畫出 \(I\) 的圖形.
(b)設 \(u=x-3y\),其中 \(x,y\in I\),求 \(u\) 之最大值與最小值.
解答:
(a)
依題意,可得
\(\left\{\begin{array}{ccc}\mbox{判別式}=a^2-4b\geq0\\ 0\leq a=x_1+x_2\leq3\\ -2\leq b=x_1x_2\leq 2\end{array}\right.\)
且若令 \(f(x)=x^2-ax+b\) ,則 \(y=f(x)\) 為開口向上拋物線
且 \(y=f(x)\) 與 \(x\) 軸的兩交點分別落在 \(x\) 軸上的 \([-1,1]\) 與 \([1,2]\) 兩區間內各有一個,
\(\Rightarrow \left\{\begin{array}{ccc}f(-1)&=&1+a+b\geq0\\ f(1)&=&1-a+b\leq0\\ f(2)&=&4-2a+b\geq0\end{array}\right.\)
以 \(a\) 為橫軸、\(b\) 為縱軸,畫出圖形所圍區域 \(\triangle ABC\) 即為 \(I.\)
(b)線性規劃,用頂點法將 \(\triangle ABC\) 的三頂點帶入,可得 \(u\) 的最大值與最小值。
註:感謝 Ellipse 於後方回覆中提醒繪圖中某直線位置錯誤,已修正!