1、方法一:三角换元法
设矩形与椭圆在第一象限的交点为A(m,n),则:
则矩形的周长C=4(m+n),又因为点A在椭圆上,有:
m²/16+n²/15=1,
设m=4sint,n=√15cost,t∈[0,π/2],

2、代入周长表达式知:
C=4(4sint+√15cost)
=4*√31 [(4/√31)sint+(√15/√31)cost]
=4*√31sin(t+φ),其中tanφ=√15/16.
可知当sin(t+φ)=1时,周长有最大值,即:
Cmax=4*√31.

3、方法二:判别式法
∵C=4(m+n),
∴m=C/4-n,代入椭圆方程知:
(C/4-n)²/16+n²/15=1,
15(C/4-n)²+16n²=240,
16*31n²-120Cn+15C²+16*16*n²-16*240=0,
看成为n的二次方程,由判别式知:
(120C)²-4*16*31(15C²-16*240)≥0,即:
C²≤16*31,可知Cmax=4*√31.

4、方法三:多元函数法
设F(m,n)=4(m+n)- λ(m²/16+n²/15-1),
分别求F对m,n,λ的偏导数为:
Fx=4-2mλ/16,Fy=4-2nλ/15,
Fλ= m²/16+n²/15-1。

5、令Fx=Fy=Fλ=0,则m/16=n/15,
代入m²/16+n²/15-1=0,则:
m=16/√31,n=15/√31;则
周长Cmax
=4*(16/√31+15/√31)
=4*√31。
