| 2変数の最大・最小問題は,まずk=x^2+2yとおきます.求めるのはkの最大・最小. 2x^2+y^2-4y-5=0 ⇔ x^2=(5+4y-y^2)/2 なので,k=x^2+2yに代入して, k=(5+4y-y^2)/2 +2y ⇔ k=(5+8y-y^2)/2となります. ここで,kの最大・最小は右辺を平方完成すれば,すぐに出来るのですが,一つ忘れてはいけないことがあるので,それを考えます.
2x^2+y^2-4y-5=0 を満たす実数x,yは,全実数を動けるわけではありません. 2x^2=-y^2+4y+5に対して,x^2≧0なので,-y^2+4y+5≧0 ⇔ y^2-4y-5≦0 ⇔ (y-5)(y+1)≦0 ⇔ -1≦y≦5 です. 従って,-1≦y≦5の範囲の中で,k=(5+8y-y^2)/2の最大・最小を考えればよいということになります.
k=-(1/2)*(y-4)^2 +21/2 なので,最大はy=4(このときx=±√(5/2)となる)のときの21/2,最小はy=1(このときx=0となる)のときの6となります.
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