多元函數(shù)求極值b怎么算 高數(shù)多元函數(shù)求極值問題:

清風(fēng)拂面2022-08-13 20:07:151583

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本文導(dǎo)航

高數(shù)多元函數(shù)求極值問題:

樓上的回答不太精確,表達(dá)式 F(x,y)=y(tǒng)-x2 表示 拋物線y=x2 的曲線簇,“拋物線平移形成的面”的說法是沒有數(shù)學(xué)含義的~~~

至于極值的求解,樓上正解

設(shè)拋物線上點(a,a^2)和直線上點(b,b-2) ,則所求距離函數(shù)為:

d(a,b)=√[(a-b)^2+(a^2-b+2)^2]

求距離的極值,只需用函數(shù)d(a,b)分別對變量a,b求偏導(dǎo),并分別令其等于零,此處為了簡化計算,可以用d^2進(jìn)行求導(dǎo),以簡化微分運算,不過得到的兩個方程最高階次為3次,并不好求解。。。

高等數(shù)學(xué) 多元函數(shù)求極值

該極限不存在。

因 x^2y^2 = (xy)^2 ≤ [(1/2)(x^2+y^2)]^2 = (1/4)(x^2+y^2)^2,

則 lim<x→0, y→0> [1-cos(x^2+y^2)]/[(x^2+y^2)x^2y^2]

≥ lim<x→0, y→0> 4[1-cos(x^2+y^2)]/(x^2+y^2)^3

= lim<x→0, y→0> 2(x^2+y^2)^2/(x^2+y^2)^3

= lim<x→0, y→0> 2/(x^2+y^2) = +∞

求解數(shù)學(xué)問題:多元函數(shù)求極值

多元函數(shù)的極值及最大值、最小值

定義設(shè)函數(shù)在點的某個鄰域內(nèi)有定義,對于該鄰域內(nèi)異于的點,如果都適合不等式

,

則稱函數(shù)在點有極大值。如果都適合不等式

,

則稱函數(shù)在點有極小值.極大值、極小值統(tǒng)稱為極值。使函數(shù)取得極值的點稱為極值點。

例1 函數(shù)在點(0,0)處有極小值。因為對于點(0,0)的任一鄰域內(nèi)異于(0,0)的點,函數(shù)值都為正,而在點(0,0)處的函數(shù)值為零。從幾何上看這是顯然的,因為點(0,0,0)是開口朝上的橢圓拋物面的頂點。

例2函數(shù)在點(0,0)處有極大值。因為在點(0,0)處函數(shù)值為零,而對于點(0,0)的任一鄰域內(nèi)異于(0,0)的點,函數(shù)值都為負(fù),點(0,0,0)是位于平面下方的錐面的頂點。

例3 函數(shù)在點(0,0)處既不取得極大值也不取得極小值。因為在點(0,0)處的函數(shù)值為零,而在點(0,0)的任一鄰域內(nèi),總有使函數(shù)值為正的點,也有使函數(shù)值為負(fù)的點。

定理1(必要條件)設(shè)函數(shù)在點具有偏導(dǎo)數(shù),且在點處有極值,則它在該點的偏導(dǎo)數(shù)必然為零:

證不妨設(shè)在點處有極大值。依極大值的定義,在點的某鄰域內(nèi)異于的點都適合不等式

特殊地,在該鄰域內(nèi)取,而的點,也應(yīng)適合不等式

這表明一元函數(shù)在處取得極大值,因此必有

類似地可證

從幾何上看,這時如果曲面在點處有切平面,則切平面

成為平行于坐標(biāo)面的平面。

仿照一元函數(shù),凡是能使同時成立的點稱為函數(shù)的駐點,從定理1可知,具有偏導(dǎo)數(shù)的函數(shù)的極值點必定是駐點。但是函數(shù)的駐點不一定是極值點,例如,點(0,0)是函數(shù)的駐點,但是函數(shù)在該點并無極值。

怎樣判定一個駐點是否是極值點呢?下面的定理回答了這個問題。

定理2(充分條件)設(shè)函數(shù)在點的某鄰域內(nèi)連續(xù)且有一階及二階連續(xù)偏導(dǎo)數(shù),又,令

則在處是否取得極值的條件如下:

(1)時具有極值,且當(dāng)時有極大值,當(dāng)時有極小值;

(2)時沒有極值;

(3)時可能有極值,也可能沒有極值,還需另作討論。

這個定理現(xiàn)在不證。利用定理1、2,我們把具有二階連續(xù)偏導(dǎo)數(shù)的函數(shù)的極值的求法敘述如下:

二階偏導(dǎo)數(shù)求多元函數(shù)極值公式是怎么來的

各個分量的偏導(dǎo)數(shù)為0,這是一個必要條件。充分條件是這個多元函數(shù)的二階偏導(dǎo)數(shù)的行列式為正定或負(fù)定的。如果這個多元函數(shù)的二階偏導(dǎo)數(shù)的行列式是半正定的則需要進(jìn)一步判斷三階行列式。如果這個多元函數(shù)的二階偏導(dǎo)數(shù)的行列式是不定的,那么這時不是極值點。

以二元函數(shù)為例,設(shè)函數(shù)z=f(x,y)在點(x。,y。)的某鄰域內(nèi)有連續(xù)且有一階及二階連續(xù)偏導(dǎo)數(shù),又fx(x。,y。),fy(x。,y。)=0,令

fxx(x。,y。)=a,fxy=(x。,y。)=b,fyy=(x。,y。)=c

則f(x,y)在(x。,y。)處是否取得極值的條件是

(1)ac-b*b>0時有極值

(2)ac-b*b<0時沒有極值

(3)ac-b*b=0時可能有極值,也有可能沒有極值如果是n元函數(shù)需要用行列式表示。估計你也沒學(xué)行列式呢。

如果是條件極值,那么更復(fù)雜一些。

大一的時候數(shù)學(xué)分析講的,網(wǎng)上不好找到教材,建議你看一下大學(xué)課本。

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