多元函式極值的充分條件

2022-10-14 08:06:03 字數 558 閱讀 3699

馬麗君(集寧師範學院數學系)

我們知道,一元函式在點取得極值的充分條件是:函式在點處具有一階二階連續導數,是駐點,即。若,則為的極小值點(或極大值點)

對於多元函式,其中,有與上面一元函式取得極值的充分條件相對應的結論。

定義1.設元函式,其中,對各自變數具有一階連續偏導數,則稱

為的梯度,記作。

引理設元函式,其中,對各自變數具有一階連續偏導數,則在點取得極值的必要條件是:

證明:引理成立是顯然的,即極值點函式可導,則該點的偏導數等於零。

定義2.設元函式,對各自變數具有二階連續偏導數,是的駐點,現定義在點處的矩陣為:由於各二階偏導數連續,即,所以為實對稱矩陣。

定理設元函式,其中,具有對各自變數的二階連續偏導數,是的駐點,則

(1) 當正定時,是的極小值點;

(2) 當負定時,是的極大值點;

(3) 當不定時,不是的極大值點

證明:由在點處的泰勒公式

其中,是其中,比高階的無窮小

對於駐點,由引理結果,則上述泰勒展開式又可寫為:

由此可見,當正定時,在點的某去心鄰域內就有,

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