F(x,y)= 6 sin(-x)* sin ^ 2(y)在[-pi,pi]的区间x,y上的极值和鞍点是多少?

F(x,y)= 6 sin(-x)* sin ^ 2(y)在[-pi,pi]的区间x,y上的极值和鞍点是多少?
Anonim

回答:

说明:

我们有:

#f(x,y)= 6sin(-x)sin ^ 2(y)#

# = -6sinxsin ^ 2y#

第2步 - 确定关键点

关键点出现在同时解决的问题上

#f_x = f_y = 0 iff(部分f)/(部分x)=(部分f)/(部分y)= 0#

即:

#{:(f_x = -6cosxsin ^ 2y,= 0,… A),(f_y = -6sinxsin2y,= 0,… B):}}# 同时

考虑方程A

#-6cosxsin ^ 2y = 0#

然后我们有两个解决方案:

#cosx = 0 => x = + - pi / 2#

#sin y = 0 => y = 0,+ - pi#

现在让我们使用Eq B来找到相应的坐标:

#x = + -pi / 2 => sin2y = 0#

# => 2y = + -pi,+ - 2pi => y = + - pi / 2,+ -pi#

#y = 0,+ - pi => RR in RR# (水槽)

这给了我们以下关键点:

#(+ -pi / 2,+ -pi / 2) # (4个关键点)

#(+ -pi / 2,+ -pi) # (4个关键点)

RR中的#(alpha,0) AA alpha # (阴沟线)

RR中的#(alpha,+ -pi) AA alpha # (2个阴沟线)

考虑方程B

#-6sinxsin2y = 0#

然后我们有两个解决方案:

#sinx = 0 => x = 0,+ - pi#

#sin2y = 0 => 2y = 0 + - pi,+ -2pi#

# => y = 0,+ -pi / 2,+ - pi#

现在让我们使用Eq A找到相应的坐标@

#x = 0,+ - pi => siny = 0 => y = 0,+ - pi# (以上重复)

#y = 0 => RR中的x# (重复上述)

#y = + -pi / 2 => cosx = 0#

# => x = + - pi / 2# (以上重复)

这给了我们没有额外的关键点:

第3步 - 对关键点进行分类

为了对临界点进行分类,我们使用第二偏导数和Hessian矩阵执行类似于一个变量微积分的测试。

#Delta = H f(x,y)= | (f_(x x) f_(xy)),(f_(yx) f_(yy))| = | ((partial ^ 2 f)/(partial x ^ 2),(partial ^ 2 f)/(partial x partial y)),((partial ^ 2 f)/(partial y partial x),(partial ^ 2 f )/(部分y ^ 2))| = f_(x x)f_(yy) - (f_(xy))^ 2#

然后取决于的价值 #三角洲#:

#{:(Delta> 0,“如果”f_(xx)<0则有最大值,(,“如果”f_(xx)> 0则为最小值),(Delta <0,“有一个鞍点” ),(Delta = 0,“需要进一步分析”):}#

使用自定义Excel宏,函数值和偏导数值计算如下:

这是一个功能图

并且具有关键点(和排水沟)的ploit