円とコーシー・シュワルツ不等式による最大値 | ドリル

問題

\\(x^2+y^2=25\\) のとき、\(6x+8y\) の最大値と、そのときの \(x,y\) を求めなさい。

解答
\[ (6x+8y)^2\le(6^2+8^2)(x^2+y^2)=100\cdot25=2500 \]

したがって、

\[ -50\le6x+8y\le50 \]

である。最大値は \(50\) 以下である。

等号成立時は \((x,y)=k(6,8)\)。条件から、

\[ 100k^2=25\quad\Longrightarrow\quad k=\pm\frac12 \]

最大値をとるのは \(k=\frac12\) だから、\((x,y)=(3,4)\)。実際、

\[ 6\cdot3+8\cdot4=50 \]

よって、

\[ \boxed{\text{最大値 }50\quad(x=3,\ y=4)} \]