Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
70
Добавлен:
09.11.2013
Размер:
383.44 Кб
Скачать

Экстремумы функции многих переменных. Необходимые и достаточные условия экстремума

Определение. Пусть функция определена на множестве и точка .

Точка называется точкой локального минимума (максимума)

функции если .

Точки локального минимума (максимума) называются точками локального экстремума.

Теорема (необходимое условие экстремума). Пусть функция определена в и имеет

локальный экстремум в точке

. Если

,

 

то

 

.

 

 

Доказательство. Докажем это для случая

. Рассмотрим функцию

-

функцию одной переменной

. Так как функция

имеет локальный экстремум в

 

точке

, то функция одной переменной также имеет локальный экстремум в точке .

 

Так как , то эта производная является обычной производной функции одной переменной в точке . Тогда используя необходимое условие локального экстремума для

функции одной перменной получаем . Аналогично:

Если получаем .

Следствие. Если функция определена в и имеет в точке локальный экстремум и дифференцируема в точке , то

Теорема (достаточное условие локального экстремума). Пусть функция определена в и имеет в этой окрестности непрерывные частные производные второго порядка.

Пусть . Если является знакоопределенной квадратичной формой, тогда - точка локального экстремума, причем если - локальный минимум, а

если - локальный максимум.

Доказательство. Рассмотрим

. Так как функция имеет

непрерывные частные производные до второго порядка в

, то функцию можно разложить по формуле

Тейлора в точке

до первого порядка

 

,

где

.

Так как

- непрерывна в

непрерывна в

точке

 

 

, где

- бесконечно малая функция

 

при

 

 

Обозначим

 

 

 

 

- бесконечно малая функция

при

 

.

 

 

 

Пусть

 

 

, где

 

.

Получаем:

 

 

лежит на - сфере единичного рядиуса

с центром в начале координат.

- компакт.

- непрерывна на компакте

она достигает на нём своей

точной нижней грани:

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

Так как

- бесконечно малая

 

 

 

при

 

для

 

 

 

 

 

 

 

 

в

точка локального минимума. Аналогично доказывается что если

, то

- точка локального

максимума.

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке FTF 2 semestr.MAVRODI