Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Диференціальне числення ФБЗ

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
20.05.2015
Размер:
813.81 Кб
Скачать

. $" :

A = [ f ( x0 + x, y0 + y) − f ( x0 + x, y0 )] − [ f ( x0 , y0 + y) − f ( x0 , y0 )] .

& + ' ϕ( x) , " ':

ϕ( x) = f ( x, y0 + y) − f ( x, y0 ) .

 

 

 

 

 

 

# A = ϕ( x +

x) − ϕ( x ) . ) * u′ ( x , y

) ,

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

0 0

 

" ϕ( x) ( [ x0 , x0 +

x] , '

 

7 + ,:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A = ϕ′( x ) x ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

+ x

 

 

 

x

0

+

x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ′( x ) = f ′( x , y

0

 

+ y) − f ′( x , y

) .

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

 

 

 

 

 

) * u′′

( x , y

) , u

( y

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

 

x

 

 

[ y0 , y0 +

 

 

 

y] , , + ' 7 +, :

f ′(x , y + y) − f

 

′( x , y ) = f ′′ (x

, y ) y ,

 

 

 

 

x

 

0

 

 

x

 

 

 

 

0

 

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

y + y

0

y

0

+

y . ) +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

f ′′ ( x , y )

x

y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16.1)

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

% 6 A ":

 

 

 

 

A = [ f ( x0 + x, y0 + y) − f ( x0 , y0 + y)] − [ f ( x0 + x, y0 ) − f ( x0 , y0 )] .

 

& + ' ψ( y) , " ':

 

ψ( y) = f ( x0 + x, y) − f ( x0 , y) .

 

 

 

 

 

 

# A = ψ( y0 +

y) − ψ( y0 ) . 2 ' 7 +:

 

A = ψ′( y ) y ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

+ y

0

 

y

0

+

y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ψ′( y ) = f ′( x + x, y ) − f ′(x , y ) .

 

 

 

 

 

 

y

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

0

 

 

 

 

 

 

# ' 7 +:

 

 

 

 

 

ψ′( y ) = f ′′ ( x , y ) x ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

f ′′ (x , y )

x

 

 

y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16.2)

 

 

yx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 (16.1) (16.2) ,:

 

 

 

 

 

 

 

 

f ′′

( x , y ) = f ′′ (x , y ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

yx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

% (

 

 

 

x → 0,

 

y → 0 :

 

 

 

 

lim

f ′′ ( x , y ) =

lim

 

f ′′

( x , y ) .

 

 

 

 

 

 

x

0

xy

 

x0

yx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y0

 

 

y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) * f

′′

,

 

f ′′ ( x , y

) ,

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

 

yx

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

lim

f ′′ ( x , y ) =

f

 

′′ ( x , y ),

lim f

′′ ( x , y ) =

f ′′ ( x , y

) .

 

x0

xy

 

 

xy

 

0

0

 

 

x0

yx

yx

0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y0

 

 

 

 

 

 

2

42

f ′′

( x , y ) = f ′′

( x , y ) ,

xy

0 0

yx

0 0

( ! ! .

+ , * " ( " ! * "

.

! ". & u′′

, u′′

( x , y

)

xy

yx

0 0

 

,. 5 ", + " , . $" :

 

 

 

xy( x

2

y

2

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, x2 + y2 > 0,

 

 

 

x2 + y2

 

 

u =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

x

2

+ y

2

= 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 (:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y(x4 y4 + 4x2 y2 )

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, x2 + y2 > 0,

 

=

 

 

(x2

+ y2 )

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + y2 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

0,

* u

(0,0) = lim

u( x,0) − u(0, 0)

= 0 . 2 u

(0, y) = − y ,

 

 

x

x→ 0

x

 

x

 

 

 

 

 

 

u′′

(0, y) = −1, u′′

(0,0) = −1.

 

 

 

xy

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

,, u′′ (0,0) = 1.

 

 

 

 

 

 

yx

 

 

 

 

# " u′′

(0, 0) ≠ u′′

(0, 0) , ! *

 

 

 

 

 

xy

yx

 

 

' " + * " ' ". 8 ’"

, u′′

, u′′

(0,0) .

xy

yx

 

% 2- " + + ' " x , ( y . # , 3- ". " u = f ( x, y) !:

 

3u

,

3u

,

3u

,

3u

,

3u

,

3u

 

,

3u

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

x2y xyx xy2

 

yxy y2x y3

 

&, m - " , 6

(m − 1) - ". . ,

 

mu

, ' m - ":

 

 

x p y mp

" u p ', * " x , m p y .

" ( * "

' * " .

& " " 2- ".

. ( " u = f ( x, y) , + G 2

1- 2- ".

43

. " 2- u = f ( x, y )

, * " 1- ", ! (

, dx dy , . % , * " 2- " "

d 2u = d (du ) .

$" ' * * 6:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2u = d (du ) = d

 

u

dx +

 

u

dy

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

=

 

 

u

dx +

u

dy dx +

 

 

 

 

dx +

u

dy dy =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

 

y

 

 

 

y

x

 

y

 

=

2u

dx2

+ 2

2u

dxdy +

2u

dy2 .

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

xy

 

y2

 

 

 

 

 

., " u = x2 cos y :

d 2u = 2 cos ydx2 − 4x sin ydxdy x2 cos ydy2 .

" u = f ( x1 , x2 ,...xn ) 2- " , * "

, * ,:

n n

2

 

 

d 2u = ∑∑

u

dx j dxk .

x j xk

j =1 k =1

 

' * " ":

d 3u = d (d 2u),..., d mu = d (d m−1u) .

"

m - " u = f ( x1 , x2 ,...xn ) ,

:

 

 

 

n n

n

d mu = ∑∑L

k1 =1 k2 =1

km =1

. 2 ( 2 (:

u

= a ju,

2u

x j

x j xk

 

2 ' (16.3)

m f ( x , x ,...x )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

n

dx dx

Ldx .

 

 

 

(16.3)

 

 

 

 

 

 

 

xk xk

Lxk

 

k

k

 

 

k

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d mu , " u = exp(a x + a x

+ ... + a

x

) .

 

 

 

 

 

1

1 2 2

 

n

n

 

= a j ak u,...,

 

 

mu

 

 

 

= ak ak

Lak u .

 

 

 

 

 

 

 

 

xk xk Lxk

 

 

 

 

 

 

1

2

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

m

 

 

 

 

 

,:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n n

n

 

 

 

 

 

 

 

d mu = ∑∑Lak

ak

2

Lak

m

u dxk dxk

Ldxk

.

 

1

 

 

1

2

m

k1 =1 k2 =1

km =1

 

 

 

 

 

 

 

44

17. - .

2«* " ( , » ,,

" F (t) " n + 1 "

t0

+

+ ! ' # (:

F (t) = F (t

) + F ′(t

)(t t

) +

1

F ′′(t

)(t t

)2 + ... +

1

F ( n) (t

)(t t

)n +

 

 

0

0

0

 

2!

0

0

 

n!

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

F (n+1) (t

 

+ θ(t t

))(t t

)n+1

(0 < θ < 1)

 

 

0

(n + 1)!

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

(6 ( " 7 +). % ( :

F (t) − F (t0 ) = F (t0 ) .

#

F (t

) = dF (t

) +

1

d 2 F (t

) + ... +

1

d n F (t

) +

1

 

d n+1F (t

 

+ θ t)

(17.1)

 

 

 

 

0

0

0

 

2!

0

 

n!

0

 

(n + 1)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0 < θ < 1) .

%, dt , " * "

( , ', t , "

, F (t0 ) ( .

$' ' ! * . "

" " ! + *

u = f ( x, y) .

%, " ( x0 , y0 ) " u = f ( x, y) ,

(n + 1) - " '. . x0 y0

x

y , ! , ’, , ( x0 , y0 )

( x0 + x, y0 +

y) (6 + * . %

" " ,

 

 

x = x0 + t

x, y = y0 + t y

(0 ≤ t ≤ 1) .

(17.2)

% (17.2) *

f ( x, y) . # ,

' , t :

 

 

F (t ) = f ( x0 + t x, y0 + t y) .

 

$"

f ( x, y) ( x0 , y0 ) :

 

f ( x0 , y0 ) = f ( x0 + x, y0 + y) − f ( x0 , y0 ) .

& ', F (t) :

F (0) = F (1) − F (0) .

9 " F (t) , t = 0 (n + 1) - "

', + # ( (17.1):

F (0) = F (1) − F (0) = dF (0) +

1

d 2 F (0) + ... +

1

d n F (0) +

1

 

d n+1F (θ)

 

 

(n +

 

2!

n!

1)!

(0 < θ < 1) . % * dt , " ( * "

45

, ', t = 1 − 0 = 1 . ' * ' "

, (:

 

 

 

 

 

 

 

dF (0)

 

 

 

dF (0)

 

 

f (x0 , y0 )

 

 

 

f ( x0

, y0 )

 

 

 

 

 

 

dF (0) =

 

 

 

 

 

t

=

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +

 

 

 

 

y =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

f (x0 , y0 )

dx +

f ( x0 , y0 )

dy = df (x , y )

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 F (0) = d (dF (0)) =

d 2 F (0)

 

 

 

t 2 =

d 2 F (0)

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt 2

 

 

 

 

 

 

 

 

dt 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 f ( x , y

 

 

)

dx2 + 2

 

2 f ( x , y

)

 

 

 

 

 

 

 

2

f ( x , y )

dy2 = d 2

 

 

 

=

 

 

 

 

0 0

 

 

 

 

0

0

 

 

dxdy +

 

 

0 0

f ( x , y

) .

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

 

 

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

% + ' , :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d n F (0) = d n f ( x , y

) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d n+1F (0) = d n+1 f ( x

+ θ

x, y

0

+ θ

y) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# , :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x0 , y0 ) = f ( x0 + x, y0 + y) − f ( x0 , y0 ) = df ( x0 , y0 ) +

 

 

 

+

 

 

1

d

2 f ( x , y ) + ... +

1

d n f ( x , y ) +

 

1

 

d n+1 f (x

 

+ θ

x, y

+ θ y) . (17.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2!

0

 

 

0

 

 

 

 

n!

0

 

 

 

 

0

 

(n +

1)!

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 (17.3) , * " " + ! " &

u = f ( x, y) 6 7 +. 5 '

", 6 " ,

! , ! 6 ":

 

 

 

 

f (x0 , y0 )

 

f ( x0

, y0 )

f (x0 +

x, y0 +

y) − f (x0

, y0 ) =

 

x +

 

 

y +

x

 

 

 

 

 

 

 

y

+

 

1

 

 

2

f ( x0 , y0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

2!

 

 

 

+

 

1

 

3 f (x0 , y0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3!

 

 

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

+

2

2

f ( x0 , y0 )

 

x y +

 

2

f ( x0 , y0 )

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

+ 3

 

3 f (x , y

0

)

 

 

2

y + 3

3 f ( x , y )

x

 

 

 

0

 

x

 

 

0

0

 

 

 

 

x2y

 

 

 

 

 

xy

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y2 +

x y2 + 3 f ( x0 , y0 )

y3

y3 + ...

(17.4)

. . " ' # ( u = x y

M (1,1) , ! + 6 * 3- " '

x, y . / ,: x0 = 1, y0 = 1,

f ( x, y)

M

= xy−1

M

= 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

= y

−1

 

= 1

,

 

f

 

= −xy−2

 

= −1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

M

 

y

M

 

 

 

 

M

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

2 f

 

= 0 ,

 

2 f

 

 

= − y−2

 

= −1,

 

2 f

 

 

= 2xy −3

 

 

= 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

xy

 

 

 

y

2

 

 

 

 

 

M

 

M

 

 

 

M

 

 

 

 

 

M

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 f

 

= 0 ,

 

3 f

 

= 0

,

 

3 f

 

 

 

= 2 y−3

 

 

= 2 ,

3 f

 

= −6 xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3

 

2

y

 

xy

3

 

 

 

 

y

3

 

 

 

M

x

M

 

 

 

 

M

 

 

 

 

M

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−4

M

= −6 .

#, (17.4) ,:

 

 

 

 

 

1 +

x

= 1 +

x y +

1

(−2

x y + 2 y2 ) +

1

 

(6 x y2 − 6 y3 ) + ... =

1 +

 

 

 

y

2!

3!

 

= 1 +

x y

x y + y2 + x

y2 y3 + ...

 

18. . .

. ( " u = f ( x) = f ( x1 , x2 ,..., xn ) + G n ,

( x0 = ( x01 , x02 ,...x0 n ) – 6 " + G .

. # x0 , * " u = f ( x) , " , " Sδ ( x0 ) G , " x Sδ ( x0 ) , "

' * ' x0 , *: f ( x) > f ( x0 ) .

. # x0 , * " u = f ( x) , " , " Sδ ( x0 ) G , " x Sδ ( x0 ) , "

' * ' x0 , *: f ( x) < f ( x0 ) .

# ' * "

, .

( " &). * ! x0

" & u = f ( x) , ! !

f

(k = 1, 2,..., n) . +

xk

f (x0 ) = 0 (k = 1, 2,..., n) .

xk

. .( x0 = ( x01 , x02 ,...x0 n ) –

u = f ( x) = f ( x1 , x2 ,..., xn ) . " +, x0

. # , " Sδ ( x0 ) , x Sδ ( x0 ), x x0 :

47

f ( x) < f ( x0 ) .

$" ' ,

ϕ( x1 ) = f ( x1 , x02 ,..., x0 n ) .

# , ( δ - ( x01 − δ, x01 + δ) x01 , " ! * " "

x1

* : ϕ( x1 ) < ϕ( x01 ) , ! x01 , '

 

 

ϕ( x ) . 2 ' ,

f (x0 )

, + ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. 2 ' ! ,

 

ϕ′( x1 )

 

x1 =x01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x0 )

 

 

 

f (x0 )

 

 

 

,: ϕ′( x )

 

 

 

= 0 . ϕ′(x )

 

 

=

. #

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

x1 =x01

 

 

 

 

 

1

 

x1 =x01

 

x1

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

f (x0 )

= 0

(k = 2,..., n) . # .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$ . x0 " u = f ( x) " !,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

f ( x

0

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

df ( x0 ) =

 

dxk = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(18.1)

 

 

xk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(, * x0

" u = f ( x) (, (

 

' *

f ( x)

(k = 1, 2,..., n) , * x0

 

xk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

f (x0 )

= 0

 

(k = 1, 2,..., n) , ( , * (18.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! ". )! + " ,

! , 1- "

 

x0

'' *

 

',

 

 

 

,

" * ( .

$",

 

, '

 

 

 

u = x2 y2 .

/ ,

u

= 2x , u′ = −2 y , ! '' * ' (0, 0) . $

x

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( .

(, " (

f (0,0) = 0 . 2 6 * , *

ε

+ Ox . ) ,

f (ε, 0) = ε2 > f (0, 0).

" 6 *

 

 

ε

+

Oy ,

,: f (0, ε) = −ε2 < f (0, 0).

2

, , , ! (

!, (0, 0) – ( .

48

2 6 ! " + ,

1- " ' *. . " u = x2 + y2 ,

( ) (0,0),

u

=

 

x

u

=

 

y

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x2 + y2

y

 

 

x2 + y

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ' *.

 

 

 

 

 

 

 

. 5 x0

1- "

u = f ( x)

' * '' * ', x0 , * "

u = f ( x) .

2 ,, (

! ' '. ! + "

, ! + ! '

. # ! "

. / ! + * * ' " .

( ).

* !

x0 n

 

" & u = f ( x) = f ( x , x

2

,..., x ) . - !

x0

 

 

 

 

 

 

1

n

 

 

2-

" & u = f ( x) . +,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

2 f (x0 )

 

 

 

 

 

 

 

d 2 f (x0 ) = ∑ ∑

 

dx

dx

≠ 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j =1 k =1 x jxk

j k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx1, dx2 ,..., dxn

 

 

 

 

(

n

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx2 > 0 ),

 

" & u = f ( x) . . ,

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 f ( x

0 ) > 0

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 f ( x0 ) < 0

 

dx2 > 0 , x0

– .

 

 

 

j =1

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx2 > 0 , x0 – .

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx1, dx2 ,..., dxn

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx2j

> 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j =1

 

 

 

d 2 f ( x0 ) > 0 ,

1

2

 

 

n

j

 

 

 

n

 

 

 

 

dx

, dx

,..., dx

 

(dx′ )2 > 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j =1

 

 

 

d 2 f ( x0 ) < 0 , x0 .

49

 

1 2

n

 

n

j

 

 

 

 

 

 

 

 

!

dx′′, dx′′,..., dx′′

(dx′′ )2 > 0

 

,

 

 

 

j =1

 

 

 

 

d 2 f ( x0 ) = 0 , x0

# ,

# !

(! ).

" " , ! *6 ( "

"

( " & ). * !

! M 0 ( x0 , y0 ) " u = f ( x, y )

.

f xx′′ ( x0 , y0 ) ( x0 , y0 ) = f xy′′ (x0 , y0 )

f xy′′ ( x0 , y0 )

> 0 ,

f yy′′ ( x0 , y0 )

" u = f ( x, y ) M 0 , ,

fxx′′ (x0 , y0 ) < 0 , , f xx′′ (x0 , y0 ) > 0 .

( x0 , y0 ) < 0 , M 0 .

( x0 , y0 ) = 0 , M 0 # , #

( ! ! ,

#).

.

1. '

u = x3 + y3 − 9 xy .

1). 2 (

u

= 3x2 − 9 y , u

= 3 y2 − 9x .

x

y

 

'' ", , " *:

2

x 3 y = 0,

y2 3x = 0.

$ ’" '

'

,

,

 

 

 

M 0 (0, 0), M1 (3, 3).

 

 

 

 

 

2). % " M 0 , M1 -. / ,:

u′′

= 6x , u′′

= −9, u′′

= 6 y ,

xx

xy

yy

 

(x, y ) = 36xy − 81 .

M 0 (0, 0) ,: (0,0) = −81 < 0 – + (

.

50

M1 (3,3) ,: (3,3) = 36 3 3 − 81 = 243 > 0 – + (

, , , * u′′xx ( M1 ) = 6 3 = 18 > 0 . 2 "

( f (3,3) = −27 .

2.

'

 

 

u = x4 + y4 .

 

 

 

 

 

 

 

' , * (0, 0) , * u

= 4x3 , u

= 4 y3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

( :

 

 

 

 

 

 

 

u′′

 

 

= 12x2

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xx

 

x= y =0

 

 

 

 

x =0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 12 y2

 

 

 

 

u′′

 

= 0, u′′

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

xy

 

 

yy

 

x= y =0

 

 

y =0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ (0, 0) = 0 , , ( , , .

u = x4 + y4 , f (0,0) = 0 , 6 f > 0 , +

(0, 0) , .

19.$& &

" " .

&, " u = f ( x, y ), " (

! + ( + G , " , ( + (! *6

( 6 * (2- & (, 6). 6

+ G ( " + ! * 6

. # !

(

 

 

 

 

u = f ( x, y ), " + *

!

D ,

!

,

"

1- " ! '' * ' (

), ! ' *. % ! " .

! ( (! *6 ( 6 " 6 +

+ G . & ' " " + (

+ * ! " "), ' " * + " (! *6

( 6 * , " .

! * ! ' * (! *6 ( 6.

.

1.2 ( (! *6 ( 6 " u = x2 y (2 − x y )

+ G , " ,' + ' , , " ( "

51