回答:
请参阅下面的说明
说明:
功能是
#F(X,Y)= X ^ 2 + XY + Y ^ 2 + 3×-3Y + 4#
偏导数是
#(DELF)/(delx)= 2X + Y + 3#
#(DELF)/(DELY)= 2Y + X-3#
让 #(DELF)/(delx)= 0# 和 #(DELF)/(DELY)= 0#
然后,
#{(2X + Y + 3 = 0),(2Y + X-3 = 0):}#
#=>#, #{(X = -3),(Y = 3):}#
#(德尔^ 2F)/(delx ^ 2)= 2#
#(德尔^ 2F)/(DELY ^ 2)= 2#
#(德尔^ 2F)/(delxdely)= 1#
#(德尔^ 2F)/(delydelx)= 1#
Hessian矩阵是
#Hf(X,Y)=(((德尔^ 2F)/(delx ^ 2),(删^ 2F)/(delxdely)),((德尔^ 2F)/(delydelx),(删^ 2F)/ (DELY ^ 2)))#
决定因素是
#D(X,Y)= DET(H(X,Y))= |(2,1),(1,2)|#
#=4-1=3 >0#
因此,
没有马鞍点。
#D(1,1)> 0# 和 #(德尔^ 2F)/(delx ^ 2)> 0#,当地的最低要求是 #(-3,3)#
回答:
当地最低价: #(-3,3)#
说明:
包含极值和鞍点的点组在两者中均可找到 #(DELF)/(delx)(X,Y)# 和 #(DELF)/(DELY)(X,Y)# 等于零。
假设 #X# 和 #Y# 是自变量:
#(DELF)/(delx)(X,Y)= 2X + Y + 3#
#(DELF)/(DELY)(X,Y)= X + 2Y-3#
所以我们有两个联立方程式,它们恰好是线性的:
#2X + Y + 3 = 0#
#X + 2Y-3 = 0#
从第一个:
#Y = -2x-3#
替换成第二个:
#X + 2(-2x-3)-3 = 0#
#x的-4X-6-3 = 0#
#-3x-9 = 0#
#X = -3#
替换回第一个:
#2(-3)+ Y + 3 = 0#
#-6 + Y + 3 = 0#
#-3 + Y = 0#
#Y = 3#
因此,有一点,其中一阶导数均匀地变为零,无论是极值还是鞍座,at #(X,Y)=( - 3,3)#.
为了推导出哪个,我们必须计算二阶导数矩阵,Hessian矩阵(http://en.wikipedia.org/wiki/Hessian_matrix):
#(((德尔^ 2F)/(delx ^ 2),(删^ 2F)/(delxdely)),((德尔^ 2F)/(delydelx),(删^ 2F)/(DELY ^ 2))) #
#(德尔^ 2F)/(delx ^ 2)= 2#
#(德尔^ 2F)/(delxdely)= 1#
#(德尔^ 2F)/(delydelx)= 1#
#(德尔^ 2F)/(DELY ^ 2)= 2#
从而
#(((德尔^ 2F)/(delx ^ 2),(删^ 2F)/(delxdely)),((德尔^ 2F)/(delydelx),(删^ 2F)/(DELY ^ 2))) =((2,1),(1,2))#
无论值是什么,所有二阶导数都是一致的 #X# 和 #Y#,所以我们不需要专门计算兴趣点的值。
NB对于具有连续二阶导数的函数,区分的顺序无关紧要(Clairault定理,在此处应用:http://en.wikipedia.org/wiki/Symmetry_of_second_derivatives),因此我们期望 #(德尔^ 2F)/(delxdely)=(^德尔2F)/(delydelx)#,正如我们在上面的具体结果中看到的那样。
在这个双变量的情况下,我们可以从Hessian的行列式中推导出点的类型, #(德尔^ 2F)/(delx ^ 2)(德尔^ 2F)/(DELY ^ 2) - (德尔^ 2F)/(delxdely)(德尔^ 2F)/(delydelx)= 4-1 = 3#.
这里给出了一种管理测试形式:
我们看到决定因素是 #>0#,等等 #(德尔^ 2F)/(delx ^ 2)#。所以我们得出结论 #(-3,3)#零一阶导数的唯一点是函数的局部最小值。
作为一维函数问题的健全性检查,我通常会发布它的图形,但是苏格拉底没有适合二维函数的曲面或等高线绘图工具,据我所见。所以我将过度绘制这两个函数 #F(-3,y)的# 和 #F(X,3)#,它没有为我们描述整个功能域的特征,但会告诉我们它们之间的最小值,这看起来像预期的那样 #Y = 3# 和 #X = -3#,取相同的功能值 #F = -5# 在每种情况下。
如 #F(X,Y)= X ^ 2 + XY + Y ^ 2 + 3×-3Y + 4#
#F(-3,Y)= Y ^ 2-6y + 4#
#F(X,3)= X ^ 2 + 6X + 4#
图{(x-(y ^ 2-6y + 4))(y-(x ^ 2 + 6x + 4))= 0 -10,5,-6,7}