關於多元函式的極值和最值計算

2022-07-13 12:21:03 字數 797 閱讀 4374

(一) 可微函式的無條件極值

如果在區域上存在二階連續偏導數,我們可以用下面的方法求出極值。

首先,通過解方程得到駐點。其次,對每個駐點求出二階偏導數:

最後利用課本定理7.8進行判斷。

函式在此點取極小值;

函式在此點取極大值;

函式在此點不取極值;

不能確定。

(二) 如何求多元函式的最值

如果函式在有界閉域上連續,那麼函式在有界閉域上一定存在最大值和最小值。下面介紹如何求出在有界閉域上的最值。

首先, 在的內部求出函式的駐點及偏導數不存在的點。

其次,求出函式在的邊界上的最大值點和最小值點。這裡分兩種情況處理:

第一種情況:的邊界是由顯函式來表示的(包括邊界是分段用顯函式表示的情形),可以用消元法轉化為一元函式在閉區間上的最值問題來解決。

第二種情況:的邊界是由隱函式來表示的,而且函式,在包含的區域上存在二階連續偏導數,此時可以用拉格朗日乘數法求出駐點。

最後, 通過比較函式在我們得到的點上的函式值,就可得到在有界閉域上的最值。

(三) 如何求條件極值

下面介紹求函式在約束條件下的條件極值。

第一種情況:如果確定了顯函式或者,可以用消元法轉化為一元函式在閉區間上的極值問題來解決。

第二種情況:如果函式,在區域上存在二階連續偏導數,而且確定了隱函式,此時可以用拉格朗日乘數法。首先,求出拉格朗日函式在區域內的駐點。

然後用書中介紹的二階全微分方法對每個駐點進行判斷。

通常,在實際應用中只要求我們求出函式在約束條件下的最大值和最小值,此時只要比較函式在相應駐點處的函式值就可以了。

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