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多元函数的极值及其-求法

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(x,y)二 000(x,y)二 0求得解(%WW,y2)(x,y),那么极值点必包括在其中,这些点称为函数 nn第十一讲二元函数的极值要求:明白得多元函数极值的概念,会用充分条件判定二元函数的极值,会用拉格朗日乘数法求条件极值。问题提出:在实际问题中,往往会碰到多元函数的最大值,最小值问题,与一元函数相类似,多元函数的最大值,最小值与极大值,极小值有紧密的关系,因此以二元函数为例,来讨论多元函数的极值问题.一.二元函数的极值概念设函数 z 二 f(x,y)在点(x,y)的某个邻域内有概念,关于该邻域内的所有(X,y)丰(x,y),若是0000总有 f(x,y)f(x,y),000000那么称函数 z 二 f(x,y)在点(x,y)有极小值.00函数的极大值,极小值统称为极值,使函数取得极值的点称为极值点.例 1.函数 z=xy 在点(0,0)处不取得极值,因为在点(0,0)处的函数值为零,而在点(0,0)的任一邻域内总有使函数值为正的点,也有使函数值为负的点.例 2.函数 z 二 3x2+4y2在点(0,0)处有极小值.因为对任何(x,y)有 f(x,y)>f(0,0)二 0.从几何上看,点(0,0,0)是开口朝上的椭圆抛物面 z=3x2+4y2的极点,曲面在点(0,0,0)处有切平面 z 二 0,从而取得函数取得极值的必要条件.定理 1(必要条件)设函数 z 二 f(x,y)在点(x,y)具有偏导数,且在点(x,y)处有极值,那么它在该点的偏导数必然为零,0000即 fx(x0,y0)二 0,fy(x0,y0)二 0-几何说明假设函数 z二 f(x,y)在点(x0,y0)取得极值 z0,那么函数所表示的曲面在点(x0,y0,z0)处的切平面方程为z-z0二 fx(x0,y0)(x-x0)+fy(x0,y0)(y-y0)是平行于 xoy坐标面的平面 z二 z0*类似地有三元及三元以上函数的极值概念,对三元函数也有取得极值的必要条件为fx肚 z0)二 0,fy(%,y0,z0)二 0,fzS'肚二 0说明上面的定理尽管没有完全解决求极值的问题,但它明确指出找极值点的途径,即只要解方程组z 二 f(x,y)的驻点.注意 1 驻点不必然是极值点,如 z=xy 在(0,0)点.如何判别驻点是不是是极值点呢?下面定理回答了那个问题.定理 2(充分条件)设函数 z 二 f(x,y)在点(x,y)的某邻域内持续,且有一阶及二阶持续偏导数,又00f(x,y)二 0,f(x,y)二 0,x00y00令 f(x,y)二 A,f(x,y)二 B,f(x,y)二 C,那么xx00xy00yy00(1) 当 AC-B2>0 时,函数 z 二 f(x,y)在点(x,y)取得极值,且当 A<0 时,有极大值 f(x,y),当0000A>0 时,有...

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