高等數學——多元函數極值及其求法

2020-12-14 勞逸結合者

小編前段時間忙了幾天,一直沒有更新,以後會持續更新的。我打算把整套高數更新完(上下冊)。然後再更新複變函數的知識。

並且在總結知識這些課程的過程中,小編也會分享一些自己閱讀到的一些有趣的科普書籍。小夥伴們還有什麼建議可以私信我或者在評論區留言。

本篇文章要講的是多元函數極值及其求法,主要包含三個內容:多元函數的極值最值的應用問題條件極值

一:多元函數的極值

引入:二元函數極值的定義

極大值極小值統稱為極值,使得函數取得極值的稱為極值點

例:

多元函數取得極值的條件:

定理一:(又稱為極值的必要條件)

必要條件就是指後面的可以推出前面的,在這裡就是一個函數的偏導數在一點處為0,則函數在該點出必有極值。

推廣到三元

在這裡補充一個小定義(主要是下面會用到)。

駐點:

定理二:(也稱為極值的充分條件)

充分條件就是前面可以推到後面,這裡就是講函數的偏導數滿足那些條件時,極值的情況。其實我們在考試中,包括平時用到的都是這個充分條件,用來判斷極值點

方法小結:

第一步:求駐點

第二步:判別,求二階偏導數的各個點(主要是能把A、B、C分清)

例如:

解:

第一步:

第二步:

然後用充分條件來判別。

對於點1:

對於點2:

對於點3:

對於點4:

最後對此題目做一個小結即可。

二:極值應用問題

例子:

解答:

一般這種應用類的題目的話,主要問題是找到各個變量之間的關係列方程。最後按照解題步驟解題即可。

三:條件極值

極值問題可分為無條件極值(對自變量只有定義域限制)和條件極值(對自變量除了定義域限制外,還有其它的條件限制)

求解這類問題一般是以下兩種方法:

(1)帶入法:

這種方法是針對m(x,y)=0,可以寫成y=f(x)的形式。對於x和y關係比較複雜,很難寫成y=f(x)的形式時,比如開幾次方之類的,就不太合適了。就會用到下面的方法:

(2)拉格朗日乘數法:(證明略)

按此法列出方程後,解出相應的x,y即可得到駐點。

總結:

這三張圖片的總結就是平常我們會用到的部分,大家要掌握它們。

成長的道路上,肯定會有失敗;對於失敗,我們要正確地看待和對待,不怕失敗者,則必成功;怕失敗者,則一無是處,會更失敗。

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