二元函数极值的充分条件:ac-b^2=0时,怎样判断?

二元函数极值的充分条件:ac-b^2=0时,怎样判断?,第1张

ac-b^2=0时,该驻点可能是极大值点,极小值点,不是极值点。一般教材到此

为止,如果要进一步研究,可以看二元函数泰勒展开的更高阶项,这些内容

可以在 数学专业用的 数学分析 教材中找到。

1如果没有限制条件的话,以二元函数为例,第一步求出该函数的一阶偏导数都为零时的点,记为P0点,此时P0点是稳定点,然后验证Heesen矩阵的的正定性,若正定,在P0点取得极小值,若负定,在P0点取得极大值,若不定,不取得极值。

(具体还有判断公式)

2如果有限制条件,例如限制条件为ψ(x,y)=0,那么有两种方法:

1。升维:构造拉格朗日函数,利用拉格朗日乘数法作为必要条件求解,然后在验证是否取得极值。

2。降维:这种方法多种多样,比如利用参数化求解又或者例如u(x,y,z)=0,限制条件为ψ(x,y,z)=0那么就会得出一个关于z的表达式为:z(x,y)=0,将其带入u(x,y,z)中,这样的话,原函数就由3维降到了2维,就比较方便了。

首先,a=0了,ac=0ac-b2一定小于零了,没有极值啊。而且讨论a=0很没有意义的,因为x要存在二阶偏导数,导出零只能说明fxx只有一阶导数或没有。

关于等于零的,只能自己验证了,而且一般等于零的函数都是很好验证的函数,比如fab:a2+b4和a2+b3之类的。公式不是常有的,在处理1与2时我们用了二元泰勒公式,而它只能帮你从符号上处理掉极值yes或no的问题,原因是,它是不等式。而第三个是等式,很明显,那种有放缩性质的公式都没法使用了。也就是说,很难通过公式判断了。这就是为啥大多数教材没有解释的原因,不是不想解释,是实在没得解释。

首先,定义域是必须求出来的。然后,

分别求一阶二阶偏导数,一阶偏导数为0的点是驻点,根据二阶导数判断驻点处是否极值点以及是极大值还是极小值,驻点坐标代入,求出极值。

如果是求条件极值,用拉格朗日法。

f(x)在x0二级可导,且f'(x0)=0

1)当f''(x0)<0,则f(x0)为极大值;

2)当f''(x0)>0,则f(x0)为极大值;

3)当f''(x0)=0,失效待定;

根据德尔塔进行判断。

设:二元函数 f(x,y)的稳定点为:(x0,y0),

即:∂f(x0,y0)/∂x = ∂f(x0,y0)/∂y = 0;

记::A=∂²f(x0,y0)/∂x²

B=∂²f(x0,y0)/∂x∂y

C=∂²f(x0,y0)/∂y²

∆=AC-B²

如果:∆>0

(1) A<0,f(x0,y0) 为极大值;

(2) A>0,f(x0,y0) 为极小值;

如果:∆<0 不是极值;

如果:∆=0 需进一步判断。

举一例:f(x,y)=x²+y²,其稳定点为:(0,0)。A=2,B=0,C=2 ∆=4>0

f(0,0)=0 为最小值!

对于多元函数,同样存在极值点的概念。此外,也有鞍点的概念。

计算步骤

求极大极小值步骤

(1)求导数f'(x);

(2)求方程f'(x)=0的根;

(3)检查f'(x)在方程的左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正那么f(x)在这个根处取得极小值。

特别注意

f'(x)无意义的点也要讨论。即可先求出f'(x)=0的根和f'(x)无意义的点,再按定义去判别。

求极值点步骤

(1)求出f'(x)=0,f"(x)≠0的x值;

(2)用极值的定义(半径无限小的邻域f(x)值比该点都小或都大的点为极值点),讨论f(x)的间断点。

(3)上述所有点的集合即为极值点集合。

欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址:https://54852.com/langs/11671267.html

(0)
打赏 微信扫一扫微信扫一扫 支付宝扫一扫支付宝扫一扫
上一篇 2023-05-17
下一篇2023-05-17

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

    保存