Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
раздел 5 конспекта лекций.pdf
Скачиваний:
63
Добавлен:
18.04.2015
Размер:
917.12 Кб
Скачать

Вычислим частные производные второго порядка

2 z

= 6x ,

2 z

= 6y ,

2 z

= −9 .

x2

y2

xy

 

 

 

 

(0,0):

 

 

 

 

 

 

 

 

Для первой

стационарной точки

 

A = C = 0,

B = −9

.

Дискриминант

D = AC B2 = −81 < 0 . Значит, в

этой

точке нет экстремума.

Для

точки (3,3):

A = C =18 ,

 

B = −9 . Дискриминант

D = 324 81 > 0 , а так как A > 0 , то это точка

минимума.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2.5. Экстремум функций n переменных

 

 

 

M0 (x10, x20,..., xn0 )

Пусть функция

f (x1, x2 ,..., xn ) определена в области

D Rn , а

внутренняя

точка

этой области. Точка M 0

называется

точкой минимума

функции

f (x1, x2 ,..., xn ), если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uδ(M0 ): M (x1, x2 ,..., xn ) U δ(M0 ) f (M )> f (M0 ).

 

 

 

 

Пусть функция

f (x1, x2 ,..., xn ) определена в области

D Rn , а

M0 (x10, x20,..., xn0 )

внутренняя

точка

этой области. Точка M 0

называется

точкой минимума

функции

f (x1, x2 ,..., xn ), если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(M )< f (M0 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uδ(M0 ): M (x1, x2 ,..., xn ) U δ(M 0 ) f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимое условие экстремума

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если функция

f (x1, x2 ,..., xn ) дифференцируема в окрестности точки M0 (x10, x20,..., xn0 )

и имеет в этой точке экстремум (максимум или минимум),

то

 

f

(M0 )= 0 ,

при всех

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

 

 

 

 

i =1, 2, ..., n .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Достаточные условия экстремума

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если M0

(x10, x20,..., xn0 ) – стационарная точка дважды дифференцируемой функции

f (x1, x2 ,..., xn ) и если в некоторой окрестности этой точки второй дифференциал

 

 

 

 

 

n

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 f (M0 )

=

f

 

(M0 ) dxi dx j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i, j=1

i

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сохраняет знак при любых значениях dxi

и

dx j , не равных нулю одновременно, то

функция в точке M0 имеет экстремум. При этом если d 2 f (M0 )> 0 ,

то этот экстремум

минимум. Если d 2 f (M0 )< 0 , то это максимум.

Задача 5.2.7

Исследовать на экстремум функцию w = x4 + y2 + z2 2z .

Решение

Функция дифференцируема на всей плоскости. Стационарные точки определяются из

 

w

= 4x3 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

системы

w

= 2 y = 0 , из которой видно, что единственная

стационарная точка

 

y

 

 

 

 

 

 

w

= 2z 2 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M0 (0; 0;1). Вычислим все частные производные второго порядка:

2w

=12x2 ,

2w

= 2 ,

 

 

 

 

x2

 

y2

 

44